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學(xué)無(wú)先后,達(dá)者為師

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帶你理解C語(yǔ)言中的漢諾塔公式_C 語(yǔ)言

作者:Brant_zero ? 更新時(shí)間: 2022-04-03 編程語(yǔ)言

漢諾塔公式

漢諾塔問(wèn)題在數(shù)學(xué)層面的公式:

不用說(shuō),你看到這個(gè)公式一定一臉懵逼,我現(xiàn)在來(lái)講解這個(gè)公式的作用。

先來(lái)回想一下大象放冰箱要幾步,三步吧,打開(kāi)冰箱,放進(jìn)去,關(guān)上門(mén)就行了,我們先不要去思考一些細(xì)碎的步驟,將一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題先簡(jiǎn)單化,再慢慢去分析。

那漢諾塔問(wèn)題也是同樣的簡(jiǎn)單三步:(假設(shè)有n個(gè)盤(pán)子)

一、把最大的盤(pán)子留在A柱,然后將其他的盤(pán)子全放在B柱。

二、把最大的盤(pán)子放到C柱。

三、然后將B柱上的所有盤(pán)子放到C柱。

這就是漢諾塔的流程,漢諾塔的精髓就是上面三句話。

n層漢諾塔有(2^n-1)次移動(dòng),來(lái)將盤(pán)子全部從A盤(pán)到C盤(pán).

C語(yǔ)言遞歸公式

相應(yīng)我們可以寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的C語(yǔ)言遞歸公式:(n就是盤(pán)子的個(gè)數(shù),xyz就是柱子的名字)

相信你肯定有很多疑問(wèn),我們現(xiàn)在先來(lái)舉幾個(gè)例子再解釋問(wèn)題吧。

?一個(gè)盤(pán)子就不說(shuō)了,因?yàn)樽畲蟮谋P(pán)子就是他,所以他直接就去C盤(pán)了。

兩層漢諾塔

共三步:把最大盤(pán)上面的全部放到B,然后最大盤(pán)去C,再把剩余的盤(pán)全部放到C就行了。

這是兩個(gè)盤(pán),共移動(dòng)三次就移動(dòng)完了,那三個(gè)盤(pán)呢?

三層漢諾塔

?把全部過(guò)程堪稱一個(gè)整體,最大盤(pán)上面的所有盤(pán)全部看成一個(gè)整體,我們也只用執(zhí)行三個(gè)步驟,我們要利用把大事化小的觀點(diǎn),不要一上來(lái)就思考具體是怎么移動(dòng)的,這樣看不清問(wèn)題的本質(zhì)。

我們?cè)賮?lái)具體分析三步具體要怎么移動(dòng).

第一步中,我們要移動(dòng)三次,分別是A->C、是A->B、C->B這就是一大次完整的移動(dòng),在這一步中,我們套用了上一次的漢諾塔公式進(jìn)行使用,這就是漢諾塔的難點(diǎn),接下來(lái)我給大家看個(gè)圖,希望大家能理解,(n是層數(shù),X,Y,Z則是函數(shù)參數(shù))

?漢諾塔的內(nèi)部其實(shí)就像一個(gè)金字塔一樣,其實(shí)每一次調(diào)用自己,就是按照上面所說(shuō)精髓的公式調(diào)用自己,讓自己的參數(shù)發(fā)生了變化。我希望大家能夠自己去照著畫(huà)一下流程,

第二步:將A到C,這就是將上圖的第二步那寫(xiě)上第四次移動(dòng):A->C。

第三步,將B柱上的全部盤(pán)子借助A放到C

第七步完成后就會(huì)發(fā)現(xiàn)沒(méi)有要執(zhí)行的語(yǔ)句了,漢諾塔函數(shù)就結(jié)束返回到main函數(shù)了,自此求解漢諾塔函數(shù)的步驟就完成了。

好的,這樣,我們移動(dòng)三層漢諾塔的過(guò)程的就完成了,三次漢諾塔完成就算是解決了這個(gè)問(wèn)題,因?yàn)榧词贡P(pán)子再多也就是一樣的公式套用而已,明白兩層和三層漢諾塔的運(yùn)行原理就可以了,再多層的塔也是相同的流程。不難發(fā)現(xiàn),遞歸就是讓數(shù)學(xué)公式在C語(yǔ)言中體現(xiàn)了出來(lái),讓問(wèn)題變的十分”簡(jiǎn)單“。

剩下就是了程序的主函數(shù)部分了,這個(gè)問(wèn)題的主函數(shù)就很簡(jiǎn)單,主函數(shù)只用傳來(lái)盤(pán)子的數(shù)量和三個(gè)柱子的名字就行了;代碼如下

#include <stdio.h>
void change (char x,char y)     //打印盤(pán)子移動(dòng)軌跡的函數(shù)
{
    printf("%c->%c\n", x, y);
}
void f(n, x, y, z)              //漢諾塔函數(shù)
{
    if (n == 1)
    {
        change(x, z);
    }
    else
    {
        f(n - 1, x, z, y);      //公式一:將A柱最大盤(pán)外的盤(pán)子借助C柱移到B柱
            change(x, z);       //公式二:將A上最大盤(pán)移動(dòng)到C柱
        f(n - 1, y, x, z);      //公式三:將B柱上的盤(pán)借助A全部放到C柱
    }
}
int main()
{
    int m;
    scanf("%d", &m);
    f(m, 'A', 'B', 'C');
}

總結(jié)

原文鏈接:https://blog.csdn.net/Brant_zero/article/details/122580504

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