汉诺塔问题

这个笔记主要是写两个移动方法的汉诺塔问题。

问题1:Problem - 2064


思路分析:

汉诺塔

汉诺塔的模型如上图所示

我们可以把规模为n的问题分解为规模为n-1的问题来分析:

假设a[n]是按照题意从A到C的移动步数。具体移动过程如下:

(以下分析都是将n-1个模块看成一个整体)

(1)将n-1个模块从A移动到C,移动步数为a[n-1];

(2)将第n个模块从A移动到B,移动步数为1;

(3)将n-1个模块从C移动到A,移动步数为a[n-1];

(4)将第n个模块从B移动到C,移动步数为1;

(5)将n-1个模块从A移动到C,移动步数为a[n-1]

综上可以推导出,移动步数a[n]的公式为:a[n]=3*a[n-1]+2

具体实现:

import java.util.Scanner;

public class Test_2064 {

public static void main (String args[]) {

Scanner in = new Scanner(System.in);

while(in.hasNextInt()) {

int n = in.nextInt();

long a[] = new long[36];

a[0] = 0;

for(int i=1;i<=n;i++) {

a[i] = 3 * a[i-1] + 2;

}

System.out.println(a[n]);

}

}

}

问题2:Problem - 2077


思路分析:

    这道题可以按照上一道题(汉诺塔3)的思路继续做下去。

    根据上一道题的分析,a[n]的推导公式为a[n]=3*a[n-1]+2

    但是,这道题的题意允许最大的模块放在n-1个模块上面,因此,移动过程如下:

(以下分析都是将n-1个模块看成一个整体)

(1)将n-1个模块从A移动到B;

(2)将第n个模块从A移动到B;

(3)将第n个模块从B移动到C;

(4)将n-1个模块从B移动到C

    而“将n-1个模块从A移动到B”、“将n-1个模块从B移动到C”这两步可以看做“将n-1个模块从A移动到C”,那么移动步数还是a[n-1];

    综合以上的分析,这道题的移动步数f[n]就是在a[n-1]的基础上移动两步,f[n]=a[n-1]+2

具体实现:

import java.util.Scanner;

public class Test_2077 {

public static void main (String args[]) {

Scanner in = new Scanner(System.in);

int m = in.nextInt();

while(m-- > 0) {

int n = in.nextInt();

long a[] = new long[21];

a[0] = 0;

for(int i=1;i<=n;i++) {

a[i] = 3*a[i-1]+2;

}

System.out.println(a[n-1]+2);

}

}

}

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