漢諾塔問題的最終解決

來源:互聯網
上載者:User

問題的提出:約19世紀末,在歐州的商店中出售一種智力玩具,在一塊銅板上有三根杆,最左邊的杆上自上而下、由小到大順序串著由64個圓盤構成的塔。目的是將最左邊杆上的盤全部移到右邊的杆上,條件是一次只能移動一個盤,且不允許大盤放在小盤的上面。

*問題分析與演算法設計

這是一個著名的問題,幾乎所有的教材上都有這個問題。由於條件是一次只能移動一個盤,且不允許大盤放在小盤上面,所以64個盤的移動次數是:

18,446,744,073,709,551,615

這是一個天文數字,若每一微秒可能計算(並不輸出)一次移動,那麼也需要幾乎一百萬年。我們僅能找出問題的解決方案並解決較小N值時的漢諾塔,但很難用電腦解決64層的漢諾塔。

分析問題,找出移動盤子的正確演算法。

首先考慮a杆下面的盤子而非杆上最上面的盤子,於是任務變成了:

*將上面的63個盤子移到b杆上;

*將a杆上剩下的盤子移到c杆上;

*將b杆上的全部盤子移到c杆上。

將這個過程繼續下去,就是要先完成移動63個盤子、62個盤子、61個盤子....的工作。

為了更清楚地描述演算法,可以定義一個函數movedisc(n,a,b,c)。該函數的功能是:將N個盤子從A杆上藉助C杆移動到B杆上。這樣移動N個盤子的工作就可以按照以下過程進行:

1) movedisc(n-1,a,c,b);

2) 將一個盤子從a移動到b上;

3) movedisc(n-1,c,b,a);

重複以上過程,直到將全部的盤子移動到位時為止。

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