用棧來求解漢諾塔問題


當然、這是一個經典的遞歸問題~
    想必來看這篇博文的同學對漢諾塔應該不會陌生了吧,

  寫這篇博還是有初衷的:

  之前學數據結構的時候自己看書、也上網上查了很多資料,資料都比較散、而且描述的不是很清楚,對於當時剛剛

接觸算法的我,要完全理解還是有一定難度。今天剛好有時間就整理了下思路、重寫分析了一下之前的疑惑的地方、

沒有透徹的地方便都豁然開朗了。所以迫不及待把我的想法記錄下來,和大家分享。

  如果你也是和之前的我一樣對hanoi tower沒能完全消化,或者剛剛接觸漢諾塔,那希望我的這種理解方式能給你些

許幫助,如果你覺得已經完全掌握的比較牢靠了,那也可以看看,有好的idea可以一起分享;畢竟交流討論也是一種很好的

學習方式。

  好了,廢話不多說,切入正題。

關於漢諾塔起源啊、傳說啊神馬的就不啰嗦了,我們直接切入正題:
問題描述:

  有一個梵塔,塔內有三個座A、B、C,A座上有諾干個盤子,盤子大小不等,大的在下,小的在上(如圖)。

把這些個盤子從A座移到C座,中間可以借用B座但每次只能允許移動一個盤子,並且在移動過程中,3個座上的盤

子始終保持大盤在下,小盤在上。

描述簡化:把A柱上的n個盤子移動到C柱,其中可以借用B柱。

  

  我們直接假設有n個盤子:

  先把盤子從小到大標記為1、2、3......n

  先看原問題三個柱子的狀態:
狀態0  A:按順序堆放的n個盤子。B:空的。C:空的。

  目標是要把A上的n個盤子移動到C。因為必須大的在下小的在上,所以最終結果C盤上最下面的應該是標號為n的盤子,試想:

要取得A上的第n個盤子,就要把它上面的n-1個盤子拿開吧?拿開放在哪里呢?共有三個柱子:A顯然不是、如果放在C上

了,那么最大的盤子就沒地方放,問題還是沒得到解決。所以選擇B柱。當然,B上面也是按照大在下小在上的原則堆放的

(記住:先不要管具體如何移動,可以看成用一個函數完成移動,現在不用去考慮函數如何實現。這點很重要)。

  很明顯:上一步完成后三個塔的狀態:

狀態1:   A:只有最大的一個盤子。B:有按規則堆放的n-1個盤子。C空的。

  上面的很好理解吧,好,其實到這里就已經完成一半了。(如果前面的沒懂,請重看一遍。point:不要管如何移動!)

我們繼續:

  這時候,可以直接把A上的最大盤移動到C盤,移動后的狀態:

中間狀態:  A:空的。B:n-1個盤子。C:有一個最大盤(第n個盤子)

  要注意的一點是:這時候的C柱其實可以看做是空的。因為剩下的所有盤子都比它小,它們中的任何一個都可以放在上面,也就是                    C柱上。

  所以現在三個柱子的狀態:

中間狀態:  A:空的。B:n-1個盤子。C:空的

  想一想,現在的問題和原問題有些相似之處了吧?。。如何更相似呢?。顯然,只要吧B上的n-1個盤子移動到A,待解決的問題和原問題就相比就只是規模變小了

  現在考慮如何把B上的n-1個盤子移動到A上,其實移動方法和上文中的把n-1個盤從A移動到B是一樣的,只是柱子的名稱換了下而已。。(如果寫成函數,只是參數調用順序改變而已)。 

  假設你已經完成上一步了(同樣的,不要考慮如何去移動,只要想着用一個函數實現就好),請看現在的狀態:

狀態2: A:有按順序堆放的n-1個盤子。B:空的。C:按順序堆放的第n盤子(可看為空柱)

就在剛才,我們完美的完成了一次遞歸。如果沒看懂請從新看一遍,可以用筆畫出三個狀態、靜下心來慢慢推理。

我一再強調的:當要把最大盤子上面的所有盤子移動到另一個空柱上時,不要關心具體如何移動,只用把它看做一個函數可以完成即可,不用關心函數的具體實現。如果你的思路糾結在這里,就很難繼續深入了。

到這里,其實 基本思路已經理清了。狀態2和狀態0,除了規模變小 ,其它方面沒有任何區別了。然后只要用相同的思維方式,就能往下深入。。。


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