HDU - 1995 奇妙的塔 (汉诺塔递归思想详解)

用1,2,...,n表示n个盘子,称为1号盘,2号盘,...。号数大盘子就大。经典的汉诺塔问 
题经常作为一个递归的经典例题存在。可能有人并不知道汉诺塔问题的典故。汉诺塔来源于 
印度传说的一个故事,上帝创造世界时作了三根金刚石柱子,在一根柱子上从下往上按大小 
顺序摞着64片黄金圆盘。上帝命令婆罗门把圆盘从下面开始按大小顺序重新摆放在另一根柱 
子上。并且规定,在小圆盘上不能放大圆盘,在三根柱子之间一回只能移动一个圆盘。我们 
知道最少需要移动2^64-1次.在移动过程中发现,有的圆盘移动次数多,有的少 。 告之盘 
子总数和盘号,计算该盘子的移动次数.

Input

包含多组数据,首先输入T,表示有T组数据.每个数据一行,是盘子的数目N(1<=N<=60)和盘 
号k(1<=k<=N)。 

Output

对于每组数据,输出一个数,到达目标时k号盘需要的最少移动数。 

Sample Input

2
60 1
3 1

Sample Output

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4

解题思路:找到递推公式就好做了,首先我们看下汉诺塔递归的思想,设A柱上最初有n个盘子,当n==1时,只需将编号为1的盘子从塔座A直接移动到塔座C上即可,否则执行以下三步:

步骤1)   用C柱做过渡,将A柱上n-1个盘子移到B柱上

步骤2)将A柱上最后一个盘子直接移到C柱上

步骤3)用A柱做过渡,将B柱上n-1个盘子移到C柱上 

从这个思想来看,当将第n个盘子移动C柱上,编号为1---n-1个盘子里的每一个盘子都进入递归了两次,步骤一和步骤三,设solve(n)表示有n个盘子时第K个盘子总共移动的次数,显然每一次移动第n个盘子下面的盘子时,第n个盘子都要进入递归二次,当移动第K(所求)个盘子时此时进入递归一次,因为最大的n-k个盘子都以移动到c柱,编号1--k个盘子再移动时,这些盘子不需要移动,所以solve(n)=2*solve(n-1),当n==k时递归结束,return1

递归的步骤就是这些,想明白了你就会发现,第k个盘子一共的总次数也就是2的n-k次方

AC代码一递归:

#include<iostream>
#include<cstdio>
using namespace std;
typedef long long ll;
int k;
ll solve(int n)
{
	if(n==k)
		return 1;
	else
		return 2LL*solve(n-1);
}
int main()
{
	int t,n;
	cin>>t;
	while(t--)
	{
		cin>>n>>k;
		cout<<solve(n)<<endl;
	}
	return 0;
}

AC代码二:快速幂求解2的n-k次方

#include<iostream>
using namespace std;
typedef long long ll;
ll pow(ll m,ll n)//快速幂m的n次方 
{
	ll ans=1;
	while(n)
	{
		if(n&1)
			ans=ans*m;
		m=m*m;
		n>>=1;
	}
	return ans;
}
int main()
{
	ll T,k,n;
	cin>>T;
	while(T--)
	{
		cin>>n>>k;
		cout<<pow(2ll,n-k)<<endl;
	}
	return 0;
}

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