汉诺塔问题的Java递归实现

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本文已参与「新人创作礼」活动,一起开启掘金创作之路。

汉诺塔问题

  有三根相邻的柱子,标号为A,B,C,A柱子上从下到上按金字塔状叠放着n个不同大小的圆盘,要把所有盘子一个一个移动到柱子B上,并且每次移动后,同一根柱子上都不能出现大盘子在小盘子上方;用代码打印出移动过程。

1.png

1.问题分析

规则:每次移动,同一根柱子上都不能出现,小盘在大盘上方;

现在假设:A柱有三个盘,按金字塔状叠放;

目标:将A柱三个盘子全部移动到B柱中;

其中必定存在下图所示的状态:

2

整个问题:可以必然可以分解为下面的3过程:

  • 1、将A柱2个盘子移动到C柱;
  • 2、将A柱1个盘子移动到B柱;
  • 3、将C柱2个盘子移动到B柱;

2.函数表达式

将3个盘子:从A柱  移动到 B柱 借助 C柱;用函数表示:f(3,A,B,C);

函数各个参数含义:f(盘子数,原柱,目标柱,借助柱);

上面分解的过程替换成函数:

1、将A柱2个盘子移动到C柱;

  • f(2,A,C,B);

2、将A柱1个盘子移动到B柱;

  • f(1,A,B,C);

3、将C柱2个盘子移动到B柱;

  • f(2,C,B,A);

函数关系式:f(3,A,B,C)=f(2,A,C,B)+f(1,A,B,C)+f(2,C,B,A);

推广到n的情况:

f(n,A,B,C)=f(n-1,A,C,B)+f(1,A,B,C)+f(n-1,C,B,A);

代码

/**A/B/C分别代表三个柱子,n代表A柱子上的盘子数*/
	public void f(int n,char A,char B,char C) {
		
		if(n == 1) {
			System.out.println("move:"+A+"->"+B);
			return;
		}		
		f(n-1,A,C,B);
		f(1,A,B,C);
		f(n-1,C,B,A);		
	}

  这种方式的汉诺塔算法精妙之处在于,他没有死板的从题目中给出的规则去设计算法;而是非常巧妙的找到了盘子移动时的一种特殊状态,利用这种特殊的状态进行递归来完成盘子的移动。