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用C程序解决汉诺塔问题与青蛙跳台阶问题(递归)

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摘要:由此可知在前柱是中转柱在之后也有两种情况只有上有圆盘。并且我们的游戏目标从一开始的把上所有圆盘移到柱变成了把上所有圆盘移到柱上而在这时中转柱是柱。现在将步骤分为三个小步骤将上个圆盘全部移到柱上中转柱柱。

一.汉诺塔问题

  汉诺塔是一种古印度游戏,该游戏的实质就是在一块木板上有三根固定的柱子

而在左边的柱子上有着n个大小不同的圆盘,我们需要做就是把左边所有的盘子全部移到右边的柱子上。操作规则:1.圆盘在柱子上必须按照从大到小(大圆盘在下)依次排列。2.每次只能移动圆柱最上面的圆盘。

问题分析:先假设三根柱子分别为“A”"B""C",A柱有着所有的初始盘,我们的目的就是把A柱上的所有盘子全部移到C柱上。

n=1时,直接把圆盘从A柱移动到C柱就可。

n=2时,A-->B,A-->C,B-->C。(在这操作中B为中转柱)

n=3时,A-->C,A-->B,C-->B,①A-->C,B-->A,B-->C,A-->C。对n=3这种情况进行分析:在①之前圆盘所在圆柱的情况有两种:

1.是所有圆盘在A,B,C三个圆柱中都有一个圆盘。

2.是A,C上有圆盘而B上没有圆盘。

由此可知在①前B柱是中转柱;在①之后也有两种情况:

1.只有B,C上有圆盘。

2.A,B,C上都有一个圆盘。

并且我们的游戏目标从一开始的把A上所有圆盘移到C柱(A-->C),变成了把B上所有圆盘移到C柱上(B-->C),而在这时中转柱是A柱。

......

直到A上有n个圆盘时,现在对n这种情况进行分析:想要把n个圆盘从A柱移到C柱上有三大步骤:

①将A上n-1个圆柱全部移到C柱上(中转柱B柱)。

②将A上的一个圆盘移到C柱上。

③将B上n-1个圆盘全部移到C柱上(中转柱A柱)。

在这要穿插一下递归的主要思想就是大事化小。现在将①步骤分为三个小步骤:

①将A上n-2个圆盘全部移到C柱上(中转柱B柱)。

②将A上第n-1个圆盘移到B柱上。

③将C上n-2个圆盘移到A柱上(中转柱A柱)。

然后将第二个①化为更小的三个步骤......就这样一步步大事化小。

代码实现:

#includevoid hanoi(int n, char post_1, char post_2, char post_3){    if (n == 1)    {        printf("%c --> %c/n", post_1, post_3);    }    else    {        hanoi(n - 1, post_1, post_3, post_2);        printf("%c --> %c/n", post_1, post_3);        hanoi(n - 1, post_2, post_1, post_3);    }}int main(){    int n = 0;    char a = "A", b = "B", c = "C";    scanf("%d", &n);    hanoi(n, a, b, c);    return 0;}

 二.青蛙跳台阶问题

  一只青蛙一次可以跳上1级台阶,也可以跳上2级台阶。求该青蛙跳上一个n级台阶有多少种跳法?(实质就是斐波那契数列的变种)

问题分析:

我们不妨列举一下n比较少的情况时的跳法:

①n=1时,1种跳法。          ②n=2时,有2种跳法。

③n=3时,有3种跳法。      ④n=4时,有5种跳法。

⑤n=5时,有8种跳法。

......

很明显,同过观察上面列举的情况可以发现:

n=3时所有的跳法等于n=1时和n=2时的所有跳法之和;

n=4时的所有跳法等于n=2和n=3时的所有跳法之和;

......

以此类推可以得出f(n)=f(n-1)+f(n-2) (n>2)。(f(n)为跳法数量)

 

代码实现:

#includeint frogjump(int n){	if (n == 1)	{		return 1;	}	else if (n == 2)	{		return 2;	}	else	{		return frogjump(n - 1) + frogjump(n - 2);	}}int main(){	int n = 0;	scanf("%d", &n);	printf("%d", frogjump(n));	return 0;}

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