java漢諾塔遞歸演算法
㈠ 漢諾塔遞歸演算法是什麼
如下:
1、漢諾塔(又稱河內塔)問題是源於印度一個古老傳說的益智玩具。大梵天創造世界的時候做了三根金剛石柱子,在一根柱子上從下往上按照大小順序摞著64片黃金圓盤。
大梵天命令婆羅門把圓盤從下面開始按大小順序重新擺放在另一根柱子上。並且規定,在小圓盤上不能放大圓盤,在三根柱子之間一次只能移動一個圓盤。
2、抽象為數學問題:從左到右有A、B、C三根柱子,其中A柱子上面有從小疊到大的n個圓盤,現要求將A柱子上的圓盤移到C柱子上去,期間只有一個原則:一次只能移到一個盤子且大盤子不能在小盤子上面,求移動的步驟和移動的次數。
演算法分析(遞歸演算法):
實現這個演算法可以簡單分為三個步驟:把n-1個盤子由A 移到 B;把第n個盤子由 A移到 C;把n-1個盤子由B 移到 C。從這里入手,在加上上面數學問題解法的分析,我們不難發現,移到的步數必定為奇數步。
1、中間的一步是把最大的一個盤子由A移到C上去。
2、中間一步之上可以看成把A上n-1個盤子通過藉助輔助塔(C塔)移到了B上。
3、中間一步之下可以看成把B上n-1個盤子通過藉助輔助塔(A塔)移到了C上。
㈡ 漢諾塔遞歸演算法是什麼
漢諾塔問題實際上就是要將柱子A上由小到大排列的圓環按照相同的大小順序移動到柱子C,之間的過程可以使用柱子B。
其遞歸的歸納思想是這樣的:
(1)首先,當只有一個盤子的時候只需要將A上的1號盤子移動到C上就行了
(2)當有2個盤子在A上的時候,需要將A上的1號盤子(由上往下數)移動到B上,再將A上的2號盤子移動到C上,之後將B上的1號盤子移動到C上
(3)當有3個盤子在A上的時候,需要將A上的1號和2號盤子移動到B上(需要藉助C),之後將A上的3號盤子移動到C上,再將B上的盤子移動到C上(需要藉助A)
(...)以此類推
(N)當有N個盤子在A上的時候,需要將A上的N-1個盤子移動到B上(需要藉助C),之後將A上的第N個盤子移動到C上,再將B上的盤子移動到C上(需要藉助A)
起源
漢諾塔(又稱河內塔)問題是源於印度一個古老傳說的益智玩具。大梵天創造世界的時候做了三根金剛石柱子,在一根柱子上從下往上按照大小順序摞著64片黃金圓盤。
大梵天命令婆羅門把圓盤從下面開始按大小順序重新擺放在另一根柱子上。並且規定,在小圓盤上不能放大圓盤,在三根柱子之間一次只能移動一個圓盤。
㈢ 漢諾塔的演算法
演算法介紹:當盤子的個數為n時,移動的次數應等於2^n–1。後來一位美國學者發現一種出人意料的簡單方法,只要輪流進行兩步操作就可以了。首先把三根柱子按順序排成品字型,把所有的圓盤按從大到小的順序放在柱子A上,根據圓盤的數量確定柱子的排放順序:若n為偶數,按順時針方向依次擺放A、B、C;
若n為奇數,按順時針方向依次擺放A、C、B。
所以結果非常簡單,就是按照移動規則向一個方向移動金片:如3階漢諾塔的移動:A→C,A→B,C→B,A→C,B→A,B→C,A→C
漢諾塔問題也是程序設計中的經典遞歸問題。
(3)java漢諾塔遞歸演算法擴展閱讀
由來:
法國數學家愛德華·盧卡斯曾編寫過一個印度的古老傳說:在世界中心貝拿勒斯(在印度北部)的聖廟里,一塊黃銅板上插著三根寶石針。印度教的主神梵天在創造世界的時候,在其中一根針上從下到上地穿好了由大到小的64片金片,這就是所謂的漢諾塔。
不論白天黑夜,總有一個僧侶在按照下面的法則移動這些金片:一次只移動一片,不管在哪根針上,小片必須在大片上面。僧侶們預言,當所有的金片都從梵天穿好的那根針上移到另外一根針上時,世界就將在一聲霹靂中消滅,而梵塔、廟宇和眾生也都將同歸於盡。
不管這個傳說的可信度有多大,如果考慮一下把64片金片,由一根針上移到另一根針上,並且始終保持上小下大的順序。這需要多少次移動呢?這里需要遞歸的方法。假設有n片,移動次數是f(n).顯然f(1)=1,f(2)=3,f(3)=7,且f(k+1)=2*f(k)+1。此後不難證明f(n)=2^n-1。n=64時,
假如每秒鍾一次,共需多長時間呢?一個平年365天有31536000 秒,閏年366天有31622400秒,平均每年31556952秒,計算一下:18446744073709551615秒。
這表明移完這些金片需要5845.54億年以上,而地球存在至今不過45億年,太陽系的預期壽命據說也就是數百億年。真的過了5845.54億年,不說太陽系和銀河系,至少地球上的一切生命,連同梵塔、廟宇等,都早已經灰飛煙滅。