汉诺塔递归模型建立

public class test2 {

	public static void main(String[] args) {
		hanio(3, 'a', 'b', 'c');
	}
	
	static void hanio(int n, char a, char b, char c) {
		if (n == 1) {
			System.out.println(String.format("移动 第%s个盘子 %s -> %s", n, a, c));
		} else {
			hanio(n - 1, a, c, b);
			System.out.println(String.format("移动 第%s个盘子 %s -> %s", n, a, c));
			hanio(n - 1, b, a, c);
		}
	}
}

说明:上面是一个动态规划(数学中的一个术语)模型,通过递归(计算机术语)实现的汉诺塔例子,这个过程只是获取移动步骤这个方法,并没有实现移动效果。

递归的实现

package stackAndQueue;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Observable;
import java.util.Stack;
import static java.lang.System.out;

import java.lang.reflect.Array;

public class t6_Hanoi_Tower_ex {
    static private Stack<Integer> st1;
    static private Stack<Integer> st2;
    static private Stack<Integer> st3;

    public static void main(String[] args) {
        // 1.定义三个栈,表示三个托盘柱
        int nu = 25;// 设定有多少盘在第根柱子上

        st1 = new Stack<Integer>();//第一个托盘
        for (int i = nu; i >= 1; i--) {
            st1.push(i);
        } // 把数字当做盘号,一个一个塞进栈里面
        st2 = new Stack<Integer>();//第二个托盘
        st3 = new Stack<Integer>();//第三个托盘
        ArrayList<Integer[]> lst = new ArrayList<>();// 收集步骤用,

        // 展示开始时三个栈的情况
        out.println(st1);
        out.println(st2);
        out.println(st3);

        // 2.获取模型步骤
        long startTime1 = System.currentTimeMillis();// 计时用,看花费多少时间
        hanio(nu, 1, 2, 3, lst);// .........这时调用的模型
        long endTime1 = System.currentTimeMillis();// 计时用,看花费多少时间
        long usedTime1 = (endTime1 - startTime1) / 1000;// 计时用,看花费多少时间
        out.println("模型建立时间:" + usedTime1);// 计时用,看花费多少时间

        /* 3.按步骤执行 */
        long startTime = System.currentTimeMillis();// 计时用,看花费多少时间
        for (Integer[] ly : lst) {
            if (ly[0] == 1) {
                if (ly[1] == 2)
                    st2.push(st1.pop());
                else {
                    st3.push(st1.pop());
                }
            } else if (ly[0] == 2) {
                if (ly[1] == 1)
                    st1.push(st2.pop());
                else {
                    st3.push(st2.pop());
                }
            } else {
                if (ly[1] == 1)
                    st1.push(st3.pop());
                else {
                    st2.push(st3.pop());
                }
            }
        }
        long endTime = System.currentTimeMillis();// 计时用,看花费多少时间
        long usedTime = (endTime - startTime) / 1000;// 计时用,看花费多少时间

        // 展示过后三个栈的情况
        out.println(st1);
        out.println(st2);
        out.println(st3);
        out.println("执行时间为:" + usedTime);
    }

    /**
     * 汉诺塔移动步骤的模型,
     * 
     * @param n   //表示层数
     * @param a   //第一个柱,想象成空柱
     * @param b   //第二给柱
     * @param c   //第三给柱
     * @param lst //用于收集模型步骤
     */
    static void hanio(int n, int a, int b, int c, ArrayList<Integer[]> lst) {
        if (n == 1) {
            // out.println(String.format("移动 第%s个盘子 %s -> %s", n,a,c));
            Integer[] il = new Integer[2];
            il[0] = a;
            il[1] = c;
            lst.add(il);
        } else {
            hanio(n - 1, a, c, b, lst);
            // out.println(String.format("移动 第%s个盘子 %s -> %s", n,a,c));
            Integer[] il = new Integer[2];
            il[0] = a;
            il[1] = c;
            lst.add(il);
            hanio(n - 1, b, a, c, lst);
        }
    }
}

一切递归能转循环,可以理解为递归就能递推,肯定比较复杂

循环模型建立中实现

package stackAndQueue;

import java.util.*;
import static java.lang.System.out;

public class t6_Hanoi_Tower {
    public static void main(String[] args) {

        action(4);
        out.println("Over!!!!!!!!!!");
    }

    static void action(int n) {
        char[] s = { 'q', 'a', 'b', 'c' };
        ArrayList<Stack<Integer>> sts = new ArrayList<Stack<Integer>>();
        sts.add(new Stack<Integer>());
        sts.add(new Stack<Integer>());
        sts.add(new Stack<Integer>());
        sts.add(new Stack<Integer>());

        int N = n, count = 0;
        for (int i = 0; i < N; i++)
            sts.get(1).push(N - i);
        if (N % 2 == 1) {
            s[2] = 'c';
            s[3] = 'b';
        }
        while (true) {
            ++count;
            move((count - 1) % 3 + 1, (count) % 3 + 1, sts, s);
            if (!move((count - 1) % 3 + 1, (count + 1) % 3 + 1, sts, s)
                    && !move((count + 1) % 3 + 1, (count - 1) % 3 + 1, sts, s))
                break;
        }
    }

    static Boolean move(int before, int after, ArrayList<Stack<Integer>> sts, char[] s) {
        if (sts.get(before).empty())
            return false;
        if (!sts.get(after).empty())
            if ((sts.get(after).peek() - sts.get(before).peek()) < 0)
                return false;
        sts.get(after).push(sts.get(before).peek());
        sts.get(before).pop();
        out.println(String.format("%c -> %c\n", s[before], s[after]));
        return true;
    }

}

这个循环实际上是和递归相反的递推,目前只是看懂代码,还没有彻底理解逻辑。

主要的是那个while循环,尤其是if中&&的两句,说实话不完全不晓得怎么推理来的。若没有那两句,可以知道是1-2,2-3,3-1的循环这是三组,每组 首次移动到达的柱,不再移动,然后尝试继续移动到后面一个柱以外的另外一个柱上,出现失败的情况,换者尝试 另外一个柱移动到开始元素所在柱上,嵌套着组不断循环,出现相互移动失败的情况则完成了。比较复杂,自己画画组图看看!