简单不先于复杂,而是在复杂之后。
目录
1. 汉诺塔问题
1.1 简介及思路
1.2 代码实现
2. 青蛙跳台阶问题
2.1 简介及思路
2.2 代码实现
1. 汉诺塔问题
1.1 简介及思路
汉诺塔问题是一种经典的递归问题,起源于印度传说中的塔 of Brahma。问题描述如下:
有三个柱子A、B、C,A柱子上有n个盘子,这些盘子大小不一,且从上到下依次变大,现在需要将A柱子上的盘子全部移动到C柱子上,移动的过程中必须满足以下三个条件:
- 每次只能移动一个盘子;
- 盘子可以移动到任意柱子上,但是必须保证较大的盘子不能放在较小的盘子上面;
- 每个盘子移动的过程中都必须放在柱子的顶端。
问题的目标是用最少的步数将所有盘子从A柱子移动到C柱子。
汉诺塔问题可以通过递归的方式解决。
假设有n个盘子需要从A柱子移动到C柱子上,我们可以把这个问题分解成三个子问题:
- 将n-1个盘子从A柱子移动到B柱子上;
- 将最大的盘子从A柱子移动到C柱子上;
- 将n-1个盘子从B柱子移动到C柱子上。
这样,我们可以使用递归算法解决汉诺塔问题。
1.2 代码实现
假如 n 的值为3的话,操作如下:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include<stdio.h> void hannoi(int n, char A, char B, char C) { static int count = 1;//count用来计步数,将其变为静态变量以保留count的值 if (n == 1) { printf("第%d步:%c -> %c\n",count++, A, C); return; } hannoi(n - 1, A, C, B); printf("第%d步:%c -> %c\n", count++, A, C); hannoi(n - 1, B, A, C); } int main() { int n = 0; scanf("%d", &n); hannoi(n, 'A', 'B', 'C'); return 0; }
用归纳法的思想来思考,先考虑盘子只有三个的情况,首先要把A的最上面的盘子移到C,所以在满足限制条件时第一次操作就应该是把A的最上面的盘子移到C,写成 if 语句,括号中的限制条件就是 n == 1 的情况,因为递归的核心就是大事化小,n个盘子的问题可以化解成n-1个盘子加上一个盘子的问题。
倒着思考的话,满足限制条件进行第一步操作时一定是已经‘递’完的情况了,要开始‘归’了,那么应该返回上一级函数,所以在 if 语句中应当加一个 return;
既然是递归就一定要自己调用自己,所以在 if 语句后面写一个 hanoi 函数,第一个参数是
n-1, 递归中所执行的操作要尽量统一,所以这个函数后面的 printf 语句和 if 中的保持一致。
但是我们现在假设三个盘子的情况,应该把A上的盘子放到B上了,printf 语句中还是
A -> C,所以把参数B和C互换一下就好了。
在第三步要让C -> B,还需要调用一次函数,在这一层B和C已经互换了,所以传参顺序应为‘B’‘A’‘C’。
将程序运行,输入3,和以上画图推理的吻合,也可以用其他的值来测试,程序正确。
2. 青蛙跳台阶问题
2.1 简介及思路
这个游戏是这样的:
一只青蛙,一次可以跳一或两个台阶,求青蛙跳 n 个台阶有多少种跳法。
对于青蛙跳上第 n 个台阶,有两种情况:
- 青蛙从第 n-1 个台阶跳上来;
- 青蛙从第 n-2 个台阶跳上来。
因为青蛙每次可以跳一步或两步,所以到达第 n-1 个台阶只有一种跳法,到达第 n-2 个台阶也只有一种跳法。
设跳上第 n 个台阶的跳法数为 f(n),则有:
f(n) = f(n-1) + f(n-2)
这是一个典型的斐波那契数列,可以使用递归来实现。
2.2 代码实现
下附代码,可供大家自行测试。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include<stdio.h> int jump(int n) { if (n <= 2) return 1; else return jump(n - 1) + jump(n - 2); } int main() { int n; scanf("%d", &n); printf("青蛙跳到第%d个台阶有%d种跳法", n, jump(n)); return 0; }