数据结构和算法——汉诺塔问题

news2025/4/3 5:41:17

前言

先讲个故事,传说古代印度有三根黄金柱,64个石盘,需要将石盘从第一根移动到第三根上,规定每次只能移动一片,并且小盘在放置时必须在大盘上。
当石盘移动完毕时,世界就会毁灭。

汉诺塔——递归

接下来我们用程序来模拟这个移动过程,并计算世界毁灭需要的时间。

这里使用的策略就是递归
我们将黄金柱编号为A,B,C,我们首先需要将A柱最底层的64号大石盘移动到C柱上,那么我们可以认为有一个大力士,将63号以及之前的石盘已经被放在了B柱上。B柱是辅助柱。这时,我们就可以轻松将A柱剩下的一个最大的64号石盘放到C柱上,此时我们完成了第一步。

同理,假设64号石盘已经被放在了C柱上,63号石盘此刻也需要被放在C柱上,我们也能认为,有一个大力士将62号以及之前的石盘已经被放在了B柱上。以此类推。
我们不用管大力士是如何做到的,我们每次只需要将最后一块相对最大的石盘放到C柱上就行了。这就是每一次移动石盘最终的目的。
所以,每次在C柱上能够正常进行叠放的最后一步都是,一个单独的石盘等着被放在C柱上,我们轻松的将64号,63号,62号…1号放到C柱上
而实际上,大力士是我们递归的自己,这个又该怎么理解呢?
用python写就是这样

def hanoiTower(n,source,auxiliary,target):
    # 如果就剩下最后一块,那么直接叠放到目标柱上,需要注意的是,目标柱并不是不变的,会变成辅助柱,因为搬运过程中,进入子递归,会把辅助柱当做目标柱,大力士需要先把63块之前的所有石盘放到辅助柱上
    # 每次迭代,都将最后一块设定为终极目标,搬完最后一块就表明最后一个小任务完成了
    if n==1:
        print(f"{n}号石盘搬运:{source}-->{target}")
    else:
        #大力士将n-1块石盘从源头柱放到辅助柱,这样最底层的石盘就暴露了出来
        # 将n-1个盘子从源柱移动到辅助柱(此时辅助柱成为子问题的目标柱)
        hanoiTower(n-1, source, target, auxiliary)
        print(f"{n}号石盘搬运:{source}-->{target}")
        # 大力士将n-1块石盘从辅助柱放到目标柱,就算之前的任务完成了
        # 将n-1个盘子从辅助柱移动到目标柱(此时源柱成为子问题的辅助柱)
        hanoiTower(n-1, auxiliary,source, target )
hanoiTower(3,"A","B","C")
1号石盘搬运:A-->C
2号石盘搬运:A-->B
1号石盘搬运:C-->B
3号石盘搬运:A-->C
1号石盘搬运:B-->A
2号石盘搬运:B-->C
1号石盘搬运:A-->C

计算时间复杂度,空间复杂度,距离世界毁灭剩余的时间

每次任务分解,都是两次移动n-1个盘子和一次移动单个盘子
因此T=2T(n-1)+1
根据实际情况可以将其展开,递归到第二次时T=2
(2T(n-2)+1)+1
递归第三次时T=2
(2*(2*T(n-3)+1))+1
一次类推展开,可以知道n=1时,就是递归结束的时候,此时T(1)=1
T=2^n-1
时间复杂度为O(2^n)

空间复杂度:
处理n个盘子时,递归调用链为n,n-1,n-2,n-3…1,最大深度所以为n,空间复杂度为O(n)

那么根据传说,算出来2^64时间长度为11698.8483亿年,这个时间说是宇宙末日,确实有可信度。
毕竟1万亿年以后的超人僧侣,1s就能抬起巨石将圆盘准确无误的放到C黄金柱上,本宇宙汉诺塔也新修建完毕,宇宙终于再次放起了烟花,大爆炸开始了。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/2326327.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

【区块链安全 | 第二十四篇】单位和全局可用变量(二)

文章目录 单位和全局可用变量(Units and Globally Available Variables)特殊变量和函数1. 区块和交易属性2. ABI 编码和解码函数3. bytes 成员函数4. string 成员函数5. 错误处理6. 数学和加密函数7. 地址类型成员函数8. 与合约相关9. 类型信息 单位和全…

C语言:指针数组、函数、二级指针

1.指针数组 指针数组是一个数组,数组中的每个元素都是指针。这些指针可以指向各种类型的数据,如整数、字符、结构体等,甚至可以指向其他数组或函数。 指针数组的声明格式通常为: 数据类型 *数组名[数组大小];其中,数…

批量修改记事本文本文件编码,可以解决文本文件乱码问题

对于文本文件来说,通常都可以设置不同的编码格式,每一种不同的编码格式支持的字符都可能是不一样的。因此当编码格式出现错误的时候,文本文件可能会出现乱码的问题。如何将文本文件的编码由一种格式变为另外一种格式呢?如果文件出…

亚马逊云科技提供完全托管的DeepSeek-R1模型

近日,亚马逊云科技宣布在Amazon Bedrock上线完全托管的DeepSeek-R1模型。DeepSeek是首个登陆Amazon Bedrock的国产大模型,自今年1月底推出以来,已有数千客户使用Amazon Bedrock的自定义模型导入功能部署了DeepSeek-R1模型。 DeepSeek在过去几…

利用 Chrome devTools Source Override 实现JS逆向破解案例

之前讲解 Chrome 一大强势技术 override 时,给的案例貌似没有给大家留下多深的印象 浏览器本地替换(local overrides)快速定位前端样式问题的案例详解(也是hook js的手段)_浏览器的 overrides 替换功能-CSDN博客 其实…

容器C++ ——STL常用容器

string容器 string构造函数 #include<iostream> using namespace std; #include<string.h> void test01() {string s1;//默认构造const char* str "hello world";string s2(str);//传入char*cout << "s2" << s2 << endl;s…

npu踩坑记录

之前使用qwen系列模型在ascend 910a卡进行了一些生成任务, 贴出踩坑过程也许对遇到类似问题的同学有帮助: ) 目录 千问 qwq32环境配置 代码部署 生成内容清洗 已生成内容清洗 生成过程优化 Failed to initialize the HCCP process问题 assistant 的历史回答丢失 推理执…

Linux信号——信号的产生(1)

注&#xff1a;信号vs信号量&#xff1a;两者没有任何关系&#xff01; 信号是什么&#xff1f; Linux系统提供的&#xff0c;让用户&#xff08;进程&#xff09;给其他进程发送异步信息的一种方式。 进程看待信号的方式&#xff1a; 1.信号在没有发生的时候&#xff0c;进…

【机器学习】——机器学习思考总结

摘要 这篇文章深入探讨了机器学习中的数据相关问题&#xff0c;重点分析了神经网络&#xff08;DNN&#xff09;的学习机制&#xff0c;包括层级特征提取、非线性激活函数、反向传播和梯度下降等关键机制。同时&#xff0c;文章还讨论了数据集大小的标准、机器学习训练数据量的…

JMeter进行分布式压测

从机&#xff1a; 1、确认防火墙是否关闭&#xff1b; 2、打开网络设置&#xff0c;关闭多余端口&#xff1b;&#xff08;避免远程访问不到&#xff09; 3、打开JMeter/bin 目录底下的jmeter.properties&#xff1b; remove_hosts设置当前访问地址&#xff0c;192.XXXXX&…

快速入手-基于Django-rest-framework的第三方认证插件(SimpleJWT)权限认证扩展返回用户等其他信息(十一)

1、修改serializer.py&#xff0c;增加自定义类 # 自定义用户登录token等返回信息 class MyTokenObtainPair(TokenObtainPairView): def post(self, request, *args, **kwargs): serializer self.get_serializer(datarequest.data) try: serializer.is_valid(raise_exceptio…

关于IP免实名的那些事

IP技术已成为个人与企业保护隐私、提升网络效率的重要工具。其核心原理是通过中介服务器转发用户请求&#xff0c;隐藏真实IP地址&#xff0c;从而实现匿名访问、突破地域限制等目标。而“免实名”代理IP的出现&#xff0c;进一步简化了使用流程&#xff0c;用户无需提交身份信…

【SQL性能优化】预编译SQL:从注入防御到性能飞跃

&#x1f525; 开篇&#xff1a;直面SQL的"阿喀琉斯之踵" 假设你正在开发电商系统&#x1f6d2;&#xff0c;当用户搜索商品时&#xff1a; -- 普通SQL拼接&#xff08;危险&#xff01;&#xff09; String sql "SELECT * FROM products WHERE name "…

SQL Server从安装到入门一文掌握应用能力。

本篇文章主要讲解,SQL Server的安装教程及入门使用的基础知识,通过本篇文章你可以快速掌握SQL Server的建库、建表、增加、查询、删除、修改等基本数据库操作能力。 作者:任聪聪 日期:2025年3月31日 一、SQL Server 介绍: SQL Server 是微软旗下的一款主流且优质的数据库…

力扣HOT100之矩阵:54. 螺旋矩阵

这道题之前在代码随想录里刷过类似的&#xff0c;还有印象&#xff0c;我就按照当初代码随想录的思路做了一下&#xff0c;结果怎么都做不对&#xff0c;因为按照代码随想录的边界条件设置&#xff0c;当行数和列数都为奇数时&#xff0c;最后一个元素无法被添加到数组中&#…

5.1 WPF路由事件以及文本样式

一、路由事件 WPF中存在一种路由事件&#xff08;routed event&#xff09;&#xff0c;该事件将发送到包含该控件所在层次的所有控件&#xff0c;如果不希望继续向更高的方向传递&#xff0c;只要设置e.Handled true即可。 这种从本控件-->父控件->父的父控件的事件&am…

Python数据可视化-第1章-数据可视化与matplotlib

环境 开发工具 VSCode库的版本 numpy1.26.4 matplotlib3.10.1 ipympl0.9.7教材 本书为《Python数据可视化》一书的配套内容&#xff0c;本章为第1章 数据可视化与matplotlib 本文主要介绍了什么是数据集可视化&#xff0c;数据可视化的目的&#xff0c;常见的数据可视化方式…

Flutter敏感词过滤实战:基于AC自动机的高效解决方案

Flutter敏感词过滤实战&#xff1a;基于AC自动机的高效解决方案 在社交、直播、论坛等UGC场景中&#xff0c;敏感词过滤是保障平台安全的关键防线。本文将深入解析基于AC自动机的Flutter敏感词过滤实现方案&#xff0c;通过原理剖析实战代码性能对比&#xff0c;带你打造毫秒级…

Odoo/OpenERP 和 psql 命令行的快速参考总结

Odoo/OpenERP 和 psql 命令行的快速参考总结 psql 命令行选项 选项意义-a从脚本中响应所有输入-A取消表数据输出的对齐模式-c <查询>仅运行一个简单的查询&#xff0c;然后退出-d <数据库名>指定连接的数据库名&#xff08;默认为当前登录用户名&#xff09;-e回显…

Vue中使用antd-table组件时,树形表格展开配置不生效-defaultExpandedRowKeys-默认展开配置不生效

defaultExpandedRowKeys属性 defaultExpandAllRows这个属性仅仅是用来设置默认值的,只在第一次渲染的时候起作用,后续再去改变,无法实现响应式 解决方案一 a-table表格添加key属性,当每次获取值时,动态改变key,以达到重新渲染的效果 <a-table:key="tableKey"…