【每周一算】算法---汉诺塔(河内塔)---java实现

(来自百度百科)一位法国数学家曾编写过一个印度的古老传说:在世界中心贝拿勒斯(在印度北部)的圣庙里,一块黄铜板上插着三根宝石针。印度教的主神梵天在创造世界的时候,在其中一根针上从下到上地穿好了由大到小的64片金片,这就是所谓的汉诺塔。不论白天黑夜,总有一个僧侣在按照下面的法则移动这些金片:一次只移动一片,不管在哪根针上,小片必须在大片上面。僧侣们预言,当所有的金片都从梵天穿好的那根针上移到另外一根针上时,世界就将在一声霹雳中消灭,而梵塔、庙宇和众生也都将同归于尽。

不管这个传说的可信度有多大,如果考虑一下把64片金片,由一根针上移到另一根针上,并且始终保持上小下大的顺序。这需要多少次移动呢?这里需要递归的方法。假设有n片,移动次数是f(n).显然f⑴=1,f⑵=3,f⑶=7,且f(k+1)=2*f(k)+1。此后不难证明f(n)=2^n-1。n=64时,

f(64)= 2^64-1=18446744073709551615

假如每秒钟一次,共需多长时间呢?一个平年365天有 31536000 秒,闰年366天有31622400秒,平均每年31556952秒,计算一下,

18446744073709551615/31556952=584554049253.855年

这表明移完这些金片需要5845亿年以上,而地球存在不过45亿年,太阳系的预期寿命据说也就是数百亿年。真的过了5845亿年,不说太阳系和银河系,至少地球上的一切生命,连同梵塔、庙宇等,都早已经灰飞烟灭。

背景说完了,看下java实现吧。

package com.jandmin.demo.leetcode;

/**
 * 汉诺塔
 *      就是在一块木板上有三个立柱,在柱1上放着三个圆盘,小的在上面,大的在下面(初始状态)。
 *      将在柱1上的三个圆盘移到柱3上面(目标状态)。
 *      条件是:每次只能移动任何一个柱子上面的一个圆盘,但大的圆盘不能放在小的圆盘上。
 * @author: JandMin
 * @create: 2019-06-06 09:38
 **/
public class TowerOfHanoi {
    public static void main(String[] args) {
        // 假设3个柱子分别位 A B C,圆盘初始放在A柱上,移动C柱
        char pillar1 = 'A';
        char pillar2 = 'B';
        char pillar3 = 'C';
        // 初始圆盘数量
        int count = 4;
        move(count,pillar1,pillar2,pillar3);
    }

    /**
     * @Description: 移动圆盘
     * @Date: 2019/6/13
     * @param count 总的圆盘数量
     * @param from 第一个柱子
     * @param middle 第二个柱子
     * @param to 第三个柱子
     * @return: void
     */
    private static void move(int count, char from, char middle, char to) {
        if(count < 1){
            System.out.println("输入有误");
            return;
        }
        if(1 == count){
            print(count,from,to);
        } else {
            move(count-1,from,to,middle);// 2、把第n-1个盘子从 开始柱子 移到 中间柱子
            print(count,from,to);        // 1、把当前盘子从    开始柱子 移到 目标柱子
            move(count-1,middle,from,to);// 3、把第n-1个盘子从 中间柱子 移到 目标柱子
        }
    }

    /**
     * @Description: 打印移动过程
     * @Date: 2019/6/13
     * @param num 第几个圆盘
     * @param from
     * @param to
     * @return: void
     */
    private static void print(int num, char from, char to) {
        System.out.println("第 " + num + " 个圆盘: " + from + " ---> " + to);
    }

}

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