【Python】(十一)從漢諾塔看Python中的遞歸問題

遞歸的原則

  • 遞歸算法必須具有基本情況台囱。
  • 遞歸算法必須改變其狀態(tài)并向基本情況靠近氏淑。
  • 遞歸算法必須以遞歸方式調(diào)用自身

漢諾塔問題

法國數(shù)學(xué)家愛德華·盧卡斯曾編寫過一個印度的古老傳說:在世界中心貝拿勒斯(在印度北部)的圣廟里,一塊黃銅板上插著三根寶石針。印度教的主神梵天在創(chuàng)造世界的時候骇径,在其中一根針上從下到上地穿好了由大到小的64片金片躯肌,這就是所謂的漢諾塔。不論白天黑夜破衔,總有一個僧侶在按照下面的法則移動這些金片:一次只移動一片清女,不管在哪根針上,小片必須在大片上面晰筛。僧侶們預(yù)言嫡丙,當(dāng)所有的金片都從梵天穿好的那根針上移到另外一根針上時,世界就將在一聲霹靂中消滅传惠,而梵塔迄沫、廟宇和眾生也都將同歸于盡。(來源:互動百科)

該問題可以簡化出以下要點:

  • 64片金片卦方,從一根針移動到另一根針上羊瘩,可以借助第三根針
  • 大片永遠(yuǎn)不能放在小片的上面

漢諾塔問題的經(jīng)典解法

假設(shè)金片都在寶石針A上,我們需要把這些金片借助寶石針B盼砍,移動到C上尘吗。總共有n片需要移動浇坐。

  1. 將較小的n-1片睬捶,從A,借助C近刘,移動到B上擒贸。
  2. 將最大的第n片,從A觉渴,直接移動到C上介劫。
  3. 將較小的n-1片,從B案淋,借助A座韵,移動到C上

這一思路的核心假設(shè)是在我們處理n片的時候,已經(jīng)具備了處理n-1片的的能力踢京。這就是遞歸的思想誉碴。當(dāng)問題簡化至移動1片時,我們就可以直接解決了瓣距。

#將num片金片黔帕,從from_needle,借助by_needle,向to_needle移動
def moveTower(num, from_needle, to_needle, by_needle):
    if 1 == num :
        print('Move Plate %d from %s to %s'%(num, from_needle, to_needle)) #只剩一個時,可不經(jīng)過借助針蹈丸,直接移動
    else:
        moveTower(num-1, from_needle, by_needle, to_needle)
        print('Move Plate %d from %s to %s'%(num, from_needle, to_needle)) # 打印出每次單片的移動
                                #所有的移動最終都可以追溯至單片的移動蹬屹,因而侣背,但打印出所有單片的移動就是打印出了所有的移動
        moveTower(num-1, by_needle, to_needle, from_needle )

def main():
    num = 3
    moveTower(num, 'A', 'C', 'B') # 從A借助B移動到C

if __name__ == "__main__":
    main()

當(dāng)需要移動3片時,實驗結(jié)果如下:

Move Plate 1 from A to C
Move Plate 2 from A to B
Move Plate 1 from C to B
Move Plate 3 from A to C
Move Plate 1 from B to A
Move Plate 2 from B to C
Move Plate 1 from A to C

可以用手動方法驗證慨默,結(jié)果是正確的贩耐。

當(dāng)移動10片時,運行結(jié)果如下:

Move Plate 1 from A to B
Move Plate 2 from A to C
Move Plate 1 from B to C
Move Plate 3 from A to B
Move Plate 1 from C to A
Move Plate 2 from C to B
Move Plate 1 from A to B
Move Plate 4 from A to C
Move Plate 1 from B to C
Move Plate 2 from B to A
Move Plate 1 from C to A
Move Plate 3 from B to C
Move Plate 1 from A to B
Move Plate 2 from A to C
Move Plate 1 from B to C
Move Plate 5 from A to B
... ...
Move Plate 4 from A to C
Move Plate 1 from B to C
Move Plate 2 from B to A
Move Plate 1 from C to A
Move Plate 3 from B to C
Move Plate 1 from A to B
Move Plate 2 from A to C
Move Plate 1 from B to C

總共進行了1023步移動厦取。

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