python实现汉诺塔算法

Python  /  管理员 发布于 7年前   203

题目：

汉诺塔给出最优解，如果对汉诺塔的定义有不了解，请翻看数据结构教材。

除了最基本的之外，还有一题，给定一个数组，arr=[2,3,1,2,3]，其含义是这是一个有5个圆盘的汉诺塔，每一个数字代表这个圆盘所在的位置，1代表左边的柱子，2代表中间，3代表右边。给出这个序列代表了汉诺塔移动的第几步，如果该步骤是错误的，则返回-1，所谓错误，是指该步骤不是最简便的得到汉诺塔序列的操作步骤。

分析：

1、 算法当然还是递归解了，即把n个汉诺塔盘子分解成 n - 1 个盘子的移动和一个底层盘子的移动，这样一来，问题就成了一连串的递归，然后就可以逐步求解了。
当然了，汉诺塔还有进阶问题，此处先不讨论，随后补上吧。

2、 这个步骤的循环是从最右边开始的，考察最大的圆盘，因为数组的索引值越大，其圆盘的半径越大。
这样一来，如果最大的圆盘的值为3，说明已经移动到位了，如果为1，说明还没有开始移动底层圆盘，如果为2，说明圆盘移动到了中间，表示移动错误，因为根本不需要移动到中间，这个步骤是多余的。

代码：

#!usr/bin/python2.7# -*- coding=utf8 -*-# @Time : 18-1-3 下午9:52# @Author : Cecil Charlieclass Hanoi(object): """  汉诺塔问题，给定三个盘子，用计算机计算出来将所有的盘子从左移动到右的所有的操作。 """ def __init__(self):  self.place = ["left", "middle", "right"]  self.num = 0 # 表示所有操作的总次数 def hanoi(self, n):  """   给定一个n，即汉诺塔的盘子数量，返回所有的从左移动到右侧的具体操作步数  :param n: 盘子数  :return: 具体操作  """  self.num = 0  if n > 0:   self.__move(n, "left", "middle", "right") def __move(self, n, start, mid, end):  if n == 1:   print "move from " + start + " to " + end   self.num += 1  else:   self.__move(n-1, start, end, mid)   self.__move(1, start, mid, end)   self.__move(n-1, mid, start, end) def step(self, arr):  """   求解针对arr的圆盘，所对应的最优解到底是第几步。解题的核心在于从右向左考察圆盘到底在不在3位置，如果在，则说明已经移动成功了；   如果在中间，说明移动出现了错误，因为不需要移动到中间，如果还在左边，则仍需要考虑。  :param arr: 列表中每一项表示该项的圆盘在哪个柱子上，取值包括1,2,3。1表示左，2表示中，3表示右，索引值越大，表示的圆盘的半径越大。  :return: 属于最优解的第几步  """  if arr is None:   return -1  for i in xrange(len(arr) - 1):   if arr[i] != 1 and arr[i] != 2 and arr[i] != 3:    return -1  return self.__process(arr, len(arr)-1, 1, 2, 3) def __process(self, arr, i, start, mid, end):  """   具体操作得到arr属于第几步  :param arr: 圆盘对应的位置数组列表  :param i: 考察arr圆盘的第几个，最大值是 len(arr)-1  :return: 返回步数，如果给出的arr的位置不是移动的最优解，则返回 -1。  """  if i == -1:   return 0  if arr[i] != start and arr[i] != end:   return -1  if arr[i] == start:   return self.__process(arr, i-1, start, end, mid) # 说明其值还未过半，直接找之前的就好  else: # 说明步数已经过半了。   count = self.__process(arr, i-1, mid, start, end)   if count == -1:    return -1   return (i * 2) + counth = Hanoi()h.hanoi(4)print h.numprint h.step([3,3,2,1])

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。