Python递归解决汉诺塔问题
递归解决汉诺塔问题是经典的计算机科学问题,它涉及到如何将一堆盘子从一个柱子上移动到另一个柱子上,每次只能移动一个盘子,并且大盘子不能放在小盘子上面。
例如我们需要将a柱盘子全部移动到b柱,接下来我们看盘子数量为1到3时,具体移动步骤。
一、步骤分析
1. 一个盘子时的移动步骤
2.两个盘子时的移动步骤
3.三个盘子时的移动步骤
二、规律分析
1. 当盘子数量为1时,只需要将盘子从a柱移动至b柱。
2. 当盘子数量大于1时,将盘子数量记作n。则有如下规律
第一步
- 当盘子数量为2时,第一步我们将第一个盘子从a柱移动至c柱。
- 当盘子数量为3时,我们通过三步将2个盘子从a柱移动至c柱。
- 那么当有n个盘子时,我们需要将前n-1个盘子从a柱移动至c柱。
盘子数量为2时
盘子数量为3时
第二步
- 无论盘子数量为2或者3,则都是将第n个盘子从a柱移动至b柱。
盘子数量为2时
盘子数量为3时
第三步
- 当盘子数量为2时,第三步我们将第一个盘子从c柱移动至b柱。
- 当盘子数量为3时,我们通过三步将第一、第二个盘子从c柱移动至b柱。
- 那么当有n个盘子时,我们需要将前n-1个盘子从c柱移动至b柱。
盘子数量为2时
盘子数量为3时
规律总结
- 将移动分为三步
- 第一步将前n-1个盘子从a柱移动至c柱,过程中需要借助b柱,记作 a->c
- 第二步将第n个盘子从a柱移动至b柱,记作a->b
- 第三步将前n-1个盘子从c柱移动至b柱,过程中需要借助a柱,记作 c->a
三、递归编程实现
1. 首先实现移动方法,能够从x柱移动至y柱,代码实现如下:
def move(n, x, y):
print(f"第{n}个盘子从{x}柱移动至{y}柱")
2. 递归实现:
def hanoi(n, a, b, c):
"""
实现将第n个盘子从a柱移动至b柱,需要借助c柱
:param n: 盘子编号
:param a: 盘子所在柱子名称
:param b: 目标柱子名称
:param c: 辅助柱子名称
"""
if n == 1: # 如果盘子数等于1
move(n, a, b) # 直接从a柱移动至b柱
return # 移动完成,结束
# 第一步,将前n-1个盘子从a柱移动至c柱,需要借助b柱
hanoi(n - 1, a, c, b)
# 第二步,直接将第n个盘子从a柱移动至c柱
move(n, a, b)
# 第三步,将前n-1个盘子从c柱移动至b柱,需要借助a柱
hanoi(n - 1, c, b, a)