数据结构递归(01)汉诺塔经典问题

说明:使用递归时,必须要遵守两个限制条件:

  1. 递归存在限制条件,满⾜这个限制条件时,递归不再继续;
  2. 每次递归调⽤之后越来越接近这个限制条件;

1 汉诺塔(Hanoi Tower)经典问题

1.1 汉诺塔问题描述

汉诺塔(Hanoi Tower)问题是一个经典的递归问题,起源于一个关于印度的传说。问题描述如下:

有一个三脚架,上面有三个从下到上依次递减的圆盘,总共有n个圆盘,这些圆盘最初都放在第一个柱子上,并且每个圆盘上都有不同的大小,使得较大的圆盘不能放在较小的圆盘上面。任务是将所有圆盘从第一个柱子移动到第三个柱子,同时满足以下规则:

  1. 每次只能移动一个圆盘。
  2. 每次移动的圆盘必须放在另一个柱子的顶部。
  3. 任何时候,较大的圆盘不能放在较小的圆盘上面。

1.2 汉诺塔问题分析

汉诺塔问题的分析可以通过递归的方式来理解。下面是针对n=1, n=2, n=3时的步骤说明(其中ABC分别对应第一二三个柱子):

#n=1时:
初始状态     第一步(完成)      
A B C       A B C
1 0 0       0 0 1   #n=2时:
初始状态     第一步       第二步       第三步(完成)
A B C       A B C       A B C       A B C
1 0 0       0 1 0       0 1 0       0 0 1
2 0 0       2 0 0       0 0 2       0 0 2#n=3时:
说明:由n=2时的状态可知,2个盘从A移动到B或C均是可行的,那么这里我们就将1和2堪称整体。
初始状态     第一步       第二步       第三步(完成)
A B C       A B C       A B C       A B C
1 0 0       0 1 0       0 1 0       0 0 1
2 0 0       0 2 0       0 2 0       0 0 2
3 0 0       3 0 0       0 0 3       0 0 3可以看到,这里的第一步和第三步实际上是使用了n=2时的结论。接下来我们把2 3换成出n-1 n之间的关系。
初始状态     第一步       第二步       第三步(完成)
A B C       A B C       A B C       A B C
1 0 0       0 1 0       0 1 0       0 0 1
2 0 0       0 2 0       0 2 0       0 0 2
3 0 0       0 3 0       0 3 0       0 0 3
...         ...         ...         ...
n 0 0       n 0 0       0 0 n       0 0 n

可以看出来,实际上和2与3 的关系是一致的。因此我们使用递归公式的分析进阶思考:

  • 对于n个圆盘,将前n-1个圆盘从A柱移动到B柱,使用辅助柱C。
  • 将第n个圆盘从A柱移动到C柱。
  • 将n-1个圆盘从B柱移动到C柱,使用辅助柱A。

这个递归过程会不断重复,直到所有的圆盘都按照规则成功地移动到目标柱子上。递归的深度是n-1,因为每次移动n-1个圆盘,然后是第n个圆盘,再是n-1个圆盘。总共需要进行2^n - 1次移动才能完成n个圆盘的汉诺塔问题。

1.3 汉诺塔问题 逻辑解决方案

解决汉诺塔问题的方法是递归。对于n个圆盘,解决步骤可以概括为:

  1. 将上面的n-1个圆盘从起始柱子移动到辅助柱子(不违反规则)。
  2. 将最大的圆盘(第n个圆盘)从起始柱子移动到目标柱子。
  3. 将n-1个圆盘从辅助柱子移动到目标柱子(现在最大的圆盘已经在目标柱子上,不违反规则)。

这个过程可以继续递归地应用到n-1个圆盘上,直到n为1,这时问题就变得非常简单,只需将圆盘直接移动到目标柱子上。

2 代码实现

2.1 python代码实现

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: UTF-8 -*-def hanoi(n, source, target, auxiliary):if n > 0:# 将n-1个圆盘从source移动到auxiliary,以target作为辅助hanoi(n-1, source, auxiliary, target)# 将第n个圆盘从source移动到targetprint(f"Move disk {n} from {source} to {target}")# 将n-1个圆盘从auxiliary移动到target,以source作为辅助hanoi(n-1, auxiliary, target, source)# 调用函数,将3个圆盘从A柱移动到C柱,B柱作为辅助
hanoi(3, 'A', 'C', 'B')

2.2 C++代码实现

#include <iostream>// 函数声明
void hanoi(int n, char source, char target, char auxiliary);int main() {int numDisks = 3; // 圆盘的数量hanoi(numDisks, 'A', 'C', 'B'); // 将3个圆盘从A柱移动到C柱,B柱作为辅助return 0;
}// 函数定义
void hanoi(int n, char source, char target, char auxiliary) {if (n <= 0) return; // 递归的基本情况// 将n-1个圆盘从source移动到auxiliary,以target作为辅助hanoi(n - 1, source, auxiliary, target);// 将第n个圆盘从source移动到targetstd::cout << "Move disk " << n << " from " << source << " to " << target << std::endl;// 将n-1个圆盘从auxiliary移动到target,以source作为辅助hanoi(n - 1, auxiliary, target, source);
}

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/pingmian/38762.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

java List接口介绍

List 是 Java 集合框架中的一个接口,它继承自 Collection 接口,代表一个有序的元素集合。List 允许重复的元素,并且可以通过索引来访问元素。Java 提供了多种 List 的实现,如 ArrayList、LinkedList、Vector 和 CopyOnWriteArrayList。 List接口概述 List 接口提供了一些…

打造未来应用:Python GUI库全景指南与实战演练

打造未来应用&#xff1a;Python GUI库全景指南与实战演练 引言 在软件开发领域&#xff0c;图形用户界面&#xff08;GUI&#xff09;对于提升用户体验至关重要。Python凭借其简洁的语法和强大的库支持&#xff0c;为GUI编程提供了丰富的选项。本文将深入探讨Python中的GUI库…

卷积层的输出

卷积层的输出 flyfish 在卷积神经网络中&#xff0c;卷积层的输出尺寸计算主要依赖于输入尺寸、卷积核尺寸、步幅&#xff08;stride&#xff09;和填充&#xff08;padding&#xff09;。 经典的卷积神经网络模型 - AlexNet 标准卷积 以AlexNet第一个卷积层作为说明 imp…

SpringBoot设置自动跳转前端界面

一般情况下&#xff0c;我们的Application启动文件的内容为一行的运行代码&#xff0c;默认启动项目以后不会自动跳转到我们的前端页面 public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);} 这里我的可以通过设置文件的内容&#…

【系统架构设计师】计算机组成与体系结构 ⑤ ( 主存编址计算 | 存储单元 | 内存编址 | 存储单元个数 和 总容量 计算 )

文章目录 一、主存编址计算1、存储单元2、内存编址3、存储单元个数 和 总容量 计算4、主存编址案例 一、主存编址计算 1、存储单元 存储单元 概念 : 最小存储单位 : 1 bit 是 计算机中最小的 容量单位 , 只能表示 0 或 1 ;存储单元 : 在 存储器 中 , 查找 1 bit 是比较困难的 …

c++全排列函数next_permutation详解

c全排列函数next_permutation详解 在 C 的 库中&#xff0c;next_permutation 是一个用于计算给定范围内元素的下一个排列的函数。这个函数特别适用于对整数序列或可以比较的元素进行全排列的生成。 参数 first, last&#xff1a;表示范围的迭代器&#xff0c;即要重新排列的…

300价值指数投资价值

300价值指数是价值股的代表。 它的选股是在沪深300指数里面按照低市盈率&#xff0c;低市净率&#xff0c;低市现率&#xff0c;高股息率挑选的100只股票组成。 这个指数是由中证指数公司于2008年1月21日发布&#xff0c;以2004年12月31日为基准&#xff0c;是个老牌指数了。 …

Go线程实现模型-G

G 概述 一个G就代表一个goroutine(或称Go例程)&#xff0c;也与go函数相对应。作为编程人员&#xff0c;我们只是使用go语句向Go的运行时系统提交一个并发任务&#xff0c;而Go的运行时系统则会按照我们要求并发地执行它 Go编译器会把go语句变成对内部函数newproc的调用&…

美德政府转移比特币、以太坊引发市场下跌

小编通过链上地址监控&#xff0c;令人意外的发现德国和美国政府都进行了大规模的数字货币转移&#xff0c;转移了价值 1.5 亿美元的比特币和以太坊。这些大额转移势必引起了数字货币市场分析师和投资者的关注。 BTC价格 从今年起德国政府已转移了其持有的相当一部分比特币&…

OPPO保活方案测试

下面是OPPO手机各种方案的测试记录, 也包括无效的方案 1. OPPO的电源设置和应用省电设置 OPPO手机电源设置里面不限制性能, 优化全部关闭, "自动优化"修改成不优化 第四张图应用省电设置里面的开关也全部打开 图片不能在本地保存, 保存在文件<OPPO手机电池设置和…

【MySQL备份】Percona XtraBackup实战篇

目录 1. 前言 2.准备工作 2.1.创建备份目录 2.2.配置/etc/my.cnf文件 2.3.授予root用户BACKUP_ADMIN权限 3.全量备份 4.准备备份 5.数据恢复 6.总结 "实战演练&#xff1a;利用Percona XtraBackup执行MySQL全量备份操作详解" 1. 前言 本文将继续上篇【My…

玩Stable Diffusion不可不知的5款真人模型!大佬都在用!(附模型包)

模型对于AI绘画起决定性作用&#xff0c;今天推荐5款超好用的Stable Diffusion模型。 这些模型都在市面上收获了各种好评&#xff0c;而且各具特色&#xff0c;能满足你对写实人像的各种要求。 1、MajicMIX realisric 麦橘写实 写实系的人像大模型&#xff0c;具有非常好的质…

uboot 环境变量初始化流程

初始化在board_f.c,读取flash环境变量到ddr内在board_r.c arch/arm/cpu/armv8/start.Sbl _mainarch/arm/lib/crt0_64.S xxxxbl board_init_fxxxxb board_init_r commonboard_f.c static const init_fnc_t init_sequence_f[] {setup_mon_len,arch_cpu_init, /* basic arch c…

数据结构笔记第3篇:双向链表

1、双向链表的结构 注意&#xff1a;这里的 "带头" 跟前面我们说的 "头结点" 是两个概念&#xff0c;实际前面的在单链表阶段称呼不严谨&#xff0c;但是为了同学们更好的理解就直接称为单链表的头结点。 带头链表里的头结点&#xff0c;实际为 "哨兵…

勒索病毒--认知与防范

免责声明:本文仅做技术交流与学习... 目录 应急响应-勒索病毒 1、什么是勒索病毒&#xff1f; 勒索病毒是一种新型电脑病毒&#xff0c;主要以RDP爆破、邮件、程序木马、网页挂马的形式进行传播。该病毒性质恶劣、危害极大&#xff0c;一旦感染将给用户带来无法估量的损失。…

已解决 SyntaxError: invalid syntax,Python报错原因和解决方案。

「作者简介」&#xff1a;冬奥会网络安全中国代表队&#xff0c;CSDN Top100&#xff0c;就职奇安信多年&#xff0c;以实战工作为基础著作 《网络安全自学教程》&#xff0c;适合基础薄弱的同学系统化的学习网络安全&#xff0c;用最短的时间掌握最核心的技术。 这篇文章带大家…

2065.最大化一张图中的路径价值

解题思路 枚举 枚举从0开始所有可能的路径&#xff0c;代码能力就是如何枚举&#xff0c;递归回溯 递归函数&#xff1a;当前节点&#xff0c;当前路径总时间&#xff0c;节点的价值之和。对相联通的节点进行递归搜索&#xff0c;如果回到节点0&#xff0c;则更新。 超过总时…

精灵图和base64的区别

精灵图&#xff1a;把多张小图整合到一张大图上&#xff0c;利用定位的一些属性把小图显示在页面上&#xff0c;这样访问页面的时候&#xff0c;可以减少请求次数&#xff0c;提高加载速度。 base64&#xff1a;这是一种传输8bit字节代码的编码方式&#xff0c;是一种用64个字符…

C++编程(七)继承

文章目录 一、继承&#xff08;一&#xff09;概念&#xff08;二&#xff09;语法格式&#xff08;三&#xff09;通过子类访问父类中的成员1. 类内2. 类外 &#xff08;四&#xff09;继承中的特殊成员函数1. 构造函数2. 析构函数3. 拷贝构造函数4. 拷贝赋值函数 二、多重继承…