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解析PHP如何实现有趣的汉诺塔算法

php 搞代码 3年前 (2022-01-20) 33次浏览 已收录 0个评论

昨天研究了一天汉诺塔算法都没搞懂,感觉自己智商被碾压了,还不如《猩球崛起》中的那一只猩猩!!!

起源

传说最早发明这个问题的人是法国数学家『爱德华·卢卡斯』。

在世界中心贝拿勒斯(在印度北部)的圣庙里,一块黄铜板上插着三根宝石针。印度教的主神梵天在创造世界的时候,在其中一根针上从下到上地穿好了由大到小的64片金片,这就是所谓的汉诺塔。不论白天黑夜,总有一个僧侣在按照下面的法则移动这些金片:一次只移动一片,不管在哪根针上,小片必须在大片上面。僧侣们预言,当所有的金片都从梵天穿好的那根针上移到另外一根针上时,世界就将在一声霹雳中消灭,而梵塔、庙宇和众生也都将同归于尽。

这个传说有很多的变本具体是谁就不得而知了,但是留下的数学问题却是很经典的。

其留下的数学知识:金片的个数和移动步数的关系为 2^n - 1

  • 1个金片的移动次数 2的1次方减1
  • 2个金片的移动次数 2的2次方减1
  • 3个金片的移动次数 2的3次方减1
  • 个金片的移动次数 2的n次方减1

若传说属实,僧侣们需要 2^64 - 1 步才能完成这个任务;假设他们每秒移动一个金片,就需要 5849 亿年才能完成。整个宇宙现在也不过 137 亿年,所以宇宙毁灭还早…(闲的无聊,我还真计算了一下,如下图)

基本规则

汉诺塔算法有2个基本条件,假设移动的是盘子。

1.每次只能移动一个盘子。
2.小盘子必须要在大盘子的上面。

分析

假设本次游戏有3根柱子,分别是 A, B, C。其中一根上已经有排序好的盘子N个,最大的在最下面,依次向上盘子越来越小,另外2根空柱子。

初始状态如下图:

需要实现的最终目标是把柱子上所有的盘子都移动到另外一根柱子上。【推荐学习:PHP视频教程】

实现的大概思路:

  • 抛开脑子里想着的每一步要怎么走,这个1本文来#源gaodai$ma#com搞$代*码*网
    搞代gaodaima码

    很复杂,脑容量估计不够,先想最简单粗暴的解决逻辑。

  • 要满足大盘子在下的基本条件,肯定需要先把A上最大的盘子空出来,然后把最大的盘子放到C柱子上。假设最大的盘子编号是N。
  • 因为要移动到C,要实现第一步,肯定需要把 N-1 个盘子都搬移到B柱子上,只有这样第N个盘子(也就是最大的盘子)才能移动到C柱子上。
  • N-1 个盘子移动到B柱子上,因为要满足条件大的在下,小的在上,所以这 N-1 个盘子在B柱子上也是顺序的。
  • 最后把这 N-1 个盘子从B柱子上移动到C柱子上完成最终目标。

概括下:

第一步把A上 N-1 个盘子移动到B上。

为什么要先把 N-1 个先移动到B上?你看,因为你最终实现的是把A上全部的盘子都移动到C上,顺序又不能变,只能是大的在下,小的在上。那你肯定需要先把最大号的移动到C,不然的话就不满足条件了。


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