河内塔问题的初始状态有A、B、C三根柱子,在A柱上有中间带孔从大到小由下到上重叠像“塔”一样的n个圆盘。目标状态是将“塔”移到B柱上,C柱作为过渡。规则是每次只能移动最上面的一个圆盘, 大圆盘不能压在小圆盘上。
这个问题可通过下述三个步骤解决:
(1)将A柱上顶层的n-1个圆盘移到C柱;
(2)将A柱底部最大的圆盘移到B柱;
(3)将n-1个圆盘从C柱移到B柱。
借助于递归,直到n的值为1时,才做实际的移动工作。
假设n个圆盘按照从小到大的顺序编号,即n个圆盘的编号为从1至n。柱子上的圆盘用数字表表示;比如,若A为表(1 2 3),则表示A柱上的圆盘从上到下是编号依次为1、2、3的圆盘。
三个柱子初始时的状态为:A,(1 2 3); B,(); C, ()。
实现程序代码如下(可打印出有关步骤的详细信息)。
函数的定义
;从from柱移动一个圆盘到to柱
(defun move_disk (from to)
(print
(list 'move
(car (eval from)) ;打印出移动圆盘的编号
'from from ;移出柱
'to to ;移入柱
)
)
(cond
;移出柱为空
((null (eval from))
(print (list from 'empty)) ;打印移出柱为空
)
;移入柱为空或其顶端圆盘大于移出柱的顶端圆盘
((or (null (eval to)) (> (car (eval to)) (car (eval from))) )
(set to (cons (car (eval from)) (eval to) ) ) ;将圆盘添加到移入柱
(set from (cdr (eval from))) ;将圆盘从移出柱去除
)
;非法移动
(T
(print (list 'cannot 'move
(car (eval from))
'onto
(car (eval to))
)
)
)
) ;cond结束
(list
(list
'move (car (eval to)) ;圆盘的编号
'from from ;从哪个柱子
'to to ;到哪个柱子
)
)
)
;借助spare柱, 将n个圆盘从from柱移动到to柱
(defun transfer ( from to spare n)
(cond
((equal n 1) (move_disk from to)) ;移动一个圆盘
(T
(append
(transfer from spare to (- n 1)) ;借助to柱, 将n-1个圆盘从from移到to
(move_disk from to) ; 移动最下面的圆盘
(transfer spare to from (- n 1)) ; 借助from柱, 将n-1个圆盘从spare移到to
)
)
)
)
;河内塔问题
(defun tower_of_hanoi ()
(transfer 'A 'B 'C (length A))
)
程序的运行:
程序的运行命令如下
(setq A '(1 2 3) B NIL C NIL) ;柱子初始状态
(tower_of_hanoi)
程序运行结果如下: