汉诺塔栈c语言
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XXXX大学计算机科学与技术学院课程设计报告2012 — 2013学年第一学期课程名称C/C++高级语言程序设计课程设计设计题目小游戏和图形处理汉诺塔问题学生姓名XXX学号XXXXXXX专业班级XXXXXXXXXXX指导教师XX2012 年X 月XX 日目录一、课程设计问题描述 (1)1、课程设计题目 (1)2、设计任务要求 (1)二、总体设计 (1)1、设计思路 (1)2、汉诺塔求解流程图 (2)三、详细设计 (2)1、汉诺塔问题描述 (2)2、算法分析 (3)3、实现递归的条件 (4)4、用C语言实现 (4)四、程序运行结果测试与分析 (4)1、打开Microsoft Visual C++ 6.0操作平台输入以下的源代码 (4)2、编译源代码 (5)3、组建 (5)4、执行 (5)5、运行结果 (6)6、按任意键结束程序 (7)五、结论与心得 (7)六、参考文献 (8)七、附录:程序源代码 (8)一、课程设计问题描述1、课程设计题目汉诺塔问题2、设计任务要求输入盘子数(2个以上有效),移动速度,开始演示汉诺塔移动的步骤,要求:盘子A,B,C柱需要自己绘制,初始时盘子在A柱上通过B柱最终移动到C 柱上,显示出盘子在几个柱之间的移动过程。
二、总体设计1、设计思路对于一个类似的这样的问题,任何一个人都不可能直接写出移动盘子的每一个具体步骤。
可以利用这样的统筹管理的办法求解:我们假设把该任务交给一个僧人,为了方便叙述,将他编号为64。
僧人自然会这样想:假如有另外一个僧人能有办法将63个盘子从一个座移到另一个座,那么问题就解决了,此时僧人A B C64只需这样做:(1).命令僧人63将63个盘子从A座移到C座(2).自己将最底下的最大的一个盘子从A座移到C座(3).再命令僧人63将63个盘子从B座移到C座为了解决将63个盘子从A座移到B座的问题,僧人63又想:如果能再有一个僧人62能将62个盘子移动到另一座,我就能将63个盘子从A座移动到B座。
Scratch汉诺塔递归算法1. 引言汉诺塔(Hanoi Tower)是一种经典的数学问题,它可以帮助我们理解递归算法的原理和应用。
在这个任务中,我们将使用Scratch编程语言来实现汉诺塔递归算法。
2. 汉诺塔问题简介汉诺塔问题源于印度传说中的一个故事。
据说,在一个庙里有三根针,第一根针上套着64个不同大小的金盘子,大的在下面,小的在上面。
庙里的和尚每天都要将这些金盘子从第一根针移动到第三根针上,但是移动时必须遵守以下规则:1.每次只能移动一个盘子;2.每次移动必须将较小的盘子放在较大的盘子上面;3.可以借助第二根针作为中转。
3. 算法设计思路要解决汉诺塔问题,我们可以使用递归算法。
递归是一种函数调用自身的方法。
对于汉诺塔问题来说,我们可以将其分解为三个步骤:1.将n-1个盘子从第一根针移动到第二根针(借助第三根针作为中转);2.将第n个盘子从第一根针移动到第三根针;3.将n-1个盘子从第二根针移动到第三根针(借助第一根针作为中转)。
这样,我们可以通过递归调用这三个步骤来解决汉诺塔问题。
4. Scratch实现在Scratch中实现汉诺塔递归算法,我们需要创建以下角色和代码块:4.1 角色设计我们需要创建三个角色来表示三根针,以及一个角色来表示金盘子。
每个角色都应该有一个变量来表示当前所在的位置。
4.2 代码块设计我们需要设计以下代码块来实现汉诺塔递归算法:4.2.1 初始化代码块在初始化时,我们需要将金盘子放置在第一根针上,并设置好每个金盘子的大小。
当绿旗被点击时把金盘子放置在第一根针上设置金盘子大小4.2.2 移动代码块移动一个金盘子的过程可以分为以下几步:1.判断当前金盘子是否在目标针上;2.如果在目标针上,结束移动;3.如果不在目标针上,找到下一个需要移动到的位置(借助另外一根针);4.将当前金盘子移动到下一个位置;5.递归调用移动代码块,将剩余的金盘子移动到目标针上。
当收到 [移动金盘子 v] 消息时如果 [当前位置 v] = [目标位置 v] ?那么结束此脚本否则设置 [下一个位置 v] 为 (3 - [当前位置 v] - [目标位置 v])把金盘子放置在第 [下一个位置 v] 根针上把金盘子移到第 [目标位置 v] 根针上发送消息 (移动金盘子) 给自己并等待 (0.5) 秒4.2.3 触发移动代码块为了触发整个移动过程,我们可以创建一个按钮,并在其点击事件中调用移动代码块。
#ifndef HANIO_H_#define HANIO_Hclass Stack{private:enum{ MAX=50 };int m_node[MAX];int m_top;int m_size;int m_index;public:Stack();~Stack() { };bool Isfull() { return m_top==MAX-1 ;}; //堆栈满则返回TRUE bool Isempty() { return m_top==-1;}; //堆栈空则返回TRUE int Top() { return m_top; };int TopValue() { return m_node[m_top];};int GetDataFromIndex(int i) { return m_node[i]; };int GetIndex() { return m_index; } ;void SetIndex(int index) { m_index = index; };int Size() { return m_top+1; };bool Push(int data);bool Pop(int * pData);int MoveToNext();void OutPrint();};class Hanio{Stack m_stack[3];int m_num; //盘数int m_steps; //移动次数int m_times; //完成所用时间void print(char ch,int n);public:Hanio(int num=3);~Hanio() {};void GameStart();bool MoveFromTo(int x,int y); //从x号盘移动到y号盘void DrawPaletes(char ch='*'); //打印3个堆的盘子bool IsFinished() ; //结束返回TURE;int Solve(char from,char to,char auxiliary,int n); //求解其解法路径};#endif//hanio.cpp#include "hanio.h"#include <iostream>#include<cstdlib>#include<cstring>#include<cctype>#include<windows.h>Stack::Stack(){m_top=-1;m_index=m_top;for(int i=0;i<MAX;i++)m_node[i]=0;}bool Stack::Push(int data){if(Isfull())return false;m_top++;m_node[m_top]=data;m_index=m_top;return true;}bool Stack::Pop(int *pData){if(Isempty())return false;*pData=m_node[m_top];m_node[m_top]=0;m_top--;m_index=m_top;return true;}int Stack::MoveToNext(){int temp=m_index;m_index--;return m_node[temp];}void Stack::OutPrint(){if(m_top!=-1){for(int i=0;i<=m_top;i++)std::cout<<"["<<m_node[i]<<"]";}}///////////////////////////////////////Hanio::Hanio(int num){m_num=num;m_steps=0;m_times=0;for(int i=num;i>=1;i--)m_stack[0].Push(i);//m_stack[0].OutPrint();}void Hanio::print(char ch,int n){for(int i=1;i<=n;i++)std::cout<<ch;}void Hanio::DrawPaletes(char ch){int max;max=m_stack[0].Size()>m_stack[1].Size() ? m_stack[0].Size() : m_stack[1].Size();max=m_stack[2].Size()>max ? m_stack[2].Size() : max;//std::cout<<"Max:"<<max<<std::endl;m_stack[0].SetIndex(max-1);m_stack[1].SetIndex(max-1);m_stack[2].SetIndex(max-1);for(int i=1;i<=max;i++){int data1=m_stack[0].MoveToNext();int data2=m_stack[1].MoveToNext();int data3=m_stack[2].MoveToNext();if(data1==0)print(' ',20);else{print(' ',10-data1);print(ch,2*data1);print(' ',10-data1);}if(data2==0)print(' ',20);else{print(' ',10-data2);print(ch,2*data2);print(' ',10-data2);}if(data3==0)print(' ',20);else{print(' ',10-data3);print(ch,2*data3);print(' ',10-data1);}std::cout<<std::endl;}}bool Hanio::MoveFromTo(int x,int y){m_steps++; //计算所走的步数if(m_stack[x].Isempty()){std::cout<<x<<" pallete is empty ! continue !"<<std::endl; std::cin.get();return false;}if(m_stack[y].Isempty()){int data;m_stack[x].Pop(&data);m_stack[y].Push(data);return true;}else{if(m_stack[x].TopValue()>m_stack[y].TopValue()){std::cout<<"The board can't move from "<<x<<" plate to " <<y<<" plate!"<<std::endl;std::cin.get();return false;}else{int data;m_stack[x].Pop(&data);m_stack[y].Push(data);return true;}}}bool Hanio::IsFinished(){return m_stack[2].Top()==m_num-1;}void Hanio::GameStart(){using namespace std;UINT StartTime=::GetTickCount();UINT EndTime;while(1){system("cls");print('-',80);cout<<"steps: "<<m_steps; print(' ',20);cout<<"Used time: "<<m_times<<endl;print('-',80);cout<<endl; cout<<endl; print(' ',10); cout<<"A";print(' ',19); cout<<"B"; print(' ',19);cout<<"C"<<endl<<endl;Hanio::DrawPaletes();cout<<endl; cout<<endl;print('-',80);//测试游戏是否结束if(Hanio::IsFinished()){cout<<"你好强呀!从今天开始,维护世界和平的任务就交给你那!"<<endl;cin.get();break;}//输入命令并左相应的处理char szCommand[50];cout<<">>";cin.getline(szCommand,50);if(stricmp(szCommand,"QUIT")==0 || stricmp(szCommand,"Q")==0)break;if(stricmp(szCommand,"HELP")==0 || stricmp(szCommand,"H")==0){cout<<" 本游戏说明:"<<endl;cout<<" 该游戏由DAVID用C++编程,花费了一个多下午的时间呢!!!,由命令行来控制铁饼的移动:"<<endl;cout<<" QUIT / Q : 退出程序"<<endl;cout<<" HELP / H : 查看该说明"<<endl;cout<<" XY : X,Y的取值为A,B,C,意思时把X木桩最上面的铁饼移到Y 木桩"<<endl;cout<<" SOLVE / S : 显示求解该问题(移动铁饼)的最优路径..."<<endl; cin.get();}char ch1=toupper(szCommand[0]);char ch2=toupper(szCommand[1]);if( ch1=='A' && ch2=='B')Hanio::MoveFromTo(0,1);else if ( ch1=='A' && ch2=='C')MoveFromTo(0,2);else if ( ch1=='B' && ch2=='A')MoveFromTo(1,0);else if ( ch1=='B' && ch2=='C')MoveFromTo(1,2);else if ( ch1=='C' && ch2=='A')MoveFromTo(2,0);else if ( ch1=='C' && ch2=='B')MoveFromTo(2,1);else{cout<<"Bad command !"<<endl;cin.get();}//统计游戏所用时间EndTime=GetTickCount();m_times=(EndTime-StartTime)/1000;}}int Hanio::Solve(char from,char to,char auxiliary,int n) {if(n==1)return 0;}//main.cpp#include<iostream>#include"hanio.h"#include<cstdlib>using namespace std;int StartPicture();//返回选择的盘数int main(){int number;number=StartPicture();Hanio hanio(number);hanio.GameStart();return 0;}void print(char ch,int n){for(int i=1;i<=n;i++)std::cout<<ch;}int StartPicture(){using namespace std;int number;system("cls");system("color fc");print(' ',20);print('-',25);cout<<endl;print(' ',20);cout<<" Hanio(汉诺塔)"<<endl;print(' ',20);print('-',25);cout<<endl;print(' ',40);print('-',5);cout<<"By David"<<endl;print('=',80);cout<<" 相传在某一座古庙中有3根木桩,有24个铁盘由小到大放置在一根木柱上,庙中流传者一个传说:\"如果能把24个铁盘, 从一根木桩移动到另一个木桩,且必须遵守如下规则:"<<endl;cout<<endl;print(' ',5);cout<<"1. 每天只能动一个盘,而且只能从最上面的铁盘开始搬动."<<endl; print(' ',5);cout<<"2. 必须维持较小的铁盘在上方的原则"<<endl;cout<<endl;cout<<"这两个原则,则当24个铁盘完全般到另一个木桩时,世界就回永久和平!!"<<endl;cout<<"游戏的玩法可以在命令行中输入HELP查看"<<endl;cout<<endl;cout<<endl;cout<<endl;cout<<endl;cout<<endl;cout<<"再此输入你要搬的铁盘数(建议在1--10值间,太多回花费很长时间的)"<<endl;print('=',80);cout<<">>";cin>>number;cin.get();system("cls");return number;}。
汉诺塔问题非递归算法c语言汉诺塔问题是一个经典的数学问题,也是一个常见的编程练习题。
在这个问题中,有三根柱子和一些圆盘,圆盘的大小不一,从小到大依次叠放在一根柱子上。
目标是将所有的圆盘从一根柱子移动到另一根柱子,移动过程中要保证大的圆盘在小的圆盘上面。
同时,每次只能移动一个圆盘,且不能把一个大的圆盘放在一个小的圆盘上面。
在解决汉诺塔问题时,通常采用递归算法。
但是递归算法的效率并不高,因为每次递归都会产生额外的函数调用,增加了系统的开销。
因此,我们可以通过非递归的方式来解决汉诺塔问题,提高算法的效率。
以下是一个用C语言实现的汉诺塔问题的非递归算法:```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>typedef struct {int n;char start, end, temp;} StackNode;typedef struct {StackNode data[100];int top;} Stack;void push(Stack *s, StackNode node) {s->data[s->top++] = node;}StackNode pop(Stack *s) {return s->data[--s->top];}void hanoi(int n, char start, char end, char temp) {Stack s;s.top = 0;StackNode node;node.n = n;node.start = start;node.end = end;node.temp = temp;push(&s, node);while (s.top > 0) {node = pop(&s);if (node.n == 1) {printf("Move disk 1 from %c to %c\n", node.start, node.end); } else {StackNode node1, node2, node3;node1.n = node.n - 1;node1.start = node.temp;node1.end = node.end;node1.temp = node.start;push(&s, node1);node2.n = 1;node2.start = node.start;node2.end = node.end;node2.temp = node.temp;push(&s, node2);node3.n = node.n - 1;node3.start = node.start;node3.end = node.end;node3.temp = node.temp;push(&s, node3);}}}int main() {int n;printf("Enter the number of disks: "); scanf("%d", &n);hanoi(n, 'A', 'C', 'B');return 0;}```在这个非递归算法中,我们使用了一个栈来模拟递归的过程。
数据结构(C语言)数据组织(数据、数据元素、数据项)的三个层次:数据可由若干个数据元素构成,而数据元素又可以由一个或若干个数据项组成。
四种基本的数据结构:集合、线性结构、树形结构、图状结构。
顺序存储的特点是在内存中开辟一组连续的空间来存放数据,数据元素之间的逻辑关系通过元素在内存中存放的相对位置来确定。
链式存储的特点是通过指针反映数据元素之间的逻辑关系。
数据类型:原子类型、结构类型。
线性表定义:线性表是n个数据元素的有限序列。
线性表的顺序存储结构:表中相邻的元素a和b所对应的存储地址A和B 也是相邻的。
(也就是数据都是按照表中情况进行连续存储的情况)线性表的链式存储结构:该线性表中的数据元素可以用任意的存储单元来存储。
表中的各个相邻的数据(元素)是通过一个指针地址来进行链接的,以找到下一个数据(元素)在哪。
其形式一般为:数据地址线性表的顺序和链式存储结构的比较:在线性表的长度变化比较大,预先难以确定的情况下,最好采用动态链表作为存储结构。
当线性表的长度变化不大时,采用顺序存储结构比较节省存储空间。
在顺序表结构的线性表上主要进行查找、读取而很少做插入和删除的操作。
链式结构的线性表中比较适应做插入和删除的操作。
一元多项式的加减法运算可先将一元多项式进行了改变存储之后再进行运算比较适宜,将一元多项式转换为用在内存中的前一项表示阶数,后一项表示对应该阶数的系数。
然后利用这种形式进行加减运算。
栈和队列栈是限定在表的同一端进行插入或删除操作的线性表,即进栈、出栈。
(特殊的线性表)栈的顺序存储结构:利用一组地址连续的存储单元依次从栈底到栈顶存放数据元素,栈底位置固定不变,可将栈底设在向量低下标的一端。
栈的链式存储结构:用单链表作为存储结构的栈称为链栈,链表的最后一个结点表示栈底,第一个结点表示栈顶。
队列也是一种特殊的线性表。
它所有的插入操作均限定在表的一端进行,而所有的删除操作则限定在表的另一端进行。
允许删除元素的一端称为队头,允许插入元素的一端称为队尾,删除元素称为出队,插入元素称为进队。
摘要:本课程设计的主要内容是Hanoi 塔游戏的移动步骤。
程序的主要功能就是在有三个塔座的情况下,用户输入要移动的圆盘数后,计算机计算出所用步骤,并把一步的移动分别输出。
而且能够显示总共需要移动的的次数。
Hanoi塔的移动规则是:⑴每次只能移动一个圆盘;⑵圆盘可以插在A,B和C中任意塔上;⑶任何时刻都不能将个较大的圆盘压在较小的圆盘之上。
Hanoi塔的游戏大家都玩过。
在圆盘数很小时很容易实现,但是当圆盘数不断增加时,移动起来也不再容易。
所以,用计算机来计算当圆盘数变大时的移动次数显得简单而明了。
关键字:Hanoi 塔塔座圆盘目录一、设计目的 (2)1.1 Hanoi 塔传说 (2)1.2Hanoi 塔的问题描述 (2)1.3要求: (3)二、正文 (3)2.1功能设计模块图 (3)2.2算法设计 (4)2.2.1算法的思想描述 (4)2.2.2算法的流程图 (6)2.3编译截图 (8)2.4连接截图 (8)2.5运行结果截图 (9)2.6相关界面的截图 (9)三、课程设计体会 (10)四、参考文献 (10)五、附录(源程序及其注释) (11)一、设计目的1.1 Hanoi 塔传说汉诺塔(又称河内塔)问题是印度的一个古老的传说。
开天辟地的神勃拉玛在一个庙里留下了三根金刚石的棒,第一根上面套着64个圆的金片,最大的一个在底下,其余一个比一个小,依次叠上去,庙里的众僧不倦地把它们一个个地从这根棒搬到另一根棒上,规定可利用中间的一根棒作为帮助,但每次只能搬一个,而且大的不能放在小的上面。
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。
假设有n片,移动次数是f(n).显然f(1)=1,f(2)=3,f(3)=7,且f(k+1)=2*f(k)+1。
此后不难证明f(n)=2^n-1。
n=64时,f(64)= 2^64-1=18446744073709551615假如每秒钟一次,共需多长时间呢?一个平年365天有 31536000 秒,闰年366天有31622400秒,平均每年31556952秒,计算一下,18446744073709551615/31556952=584554049253.855年这表明移完这些金片需要5845亿年以上,而地球存在至今不过45亿年,太阳系的预期寿命据说也就是数百亿年。
c语言必做100题1. 编写一个C程序,输出“Hello, World!”。
2. 编写一个C程序,计算并输出1到100的和。
3. 编写一个C程序,判断一个数是否为素数。
4. 编写一个C程序,将一个字符串反转。
5. 编写一个C程序,实现二分查找算法。
6. 编写一个C程序,实现插入排序算法。
7. 编写一个C程序,实现选择排序算法。
8. 编写一个C程序,实现冒泡排序算法。
9. 编写一个C程序,实现快速排序算法。
10. 编写一个C程序,实现希尔排序算法。
11. 编写一个C程序,将一个二维数组转置。
12. 编写一个C程序,计算一个数的阶乘。
13. 编写一个C程序,实现斐波那契数列。
14. 编写一个C程序,计算两个数的最大公约数。
15. 编写一个C程序,计算两个数的最小公倍数。
16. 编写一个C程序,计算一个数的平方根。
17. 编写一个C程序,计算一个数的立方根。
18. 编写一个C程序,实现矩阵乘法运算。
19. 编写一个C程序,实现字符串的查找和替换。
20. 编写一个C程序,实现栈的基本操作(入栈、出栈、查看栈顶元素)。
21. 编写一个C程序,实现队列的基本操作(入队、出队、查看队首元素)。
22. 编写一个C程序,实现链表的基本操作(插入、删除、倒置)。
23. 编写一个C程序,实现二叉树的前序、中序和后序遍历。
24. 编写一个C程序,实现图的深度优先搜索算法。
25. 编写一个C程序,实现图的广度优先搜索算法。
26. 编写一个C程序,实现最短路径算法(Dijkstra算法或Floyd算法)。
27. 编写一个C程序,实现最小生成树算法(Prim算法或Kruskal算法)。
28. 编写一个C程序,实现拓扑排序算法。
29. 编写一个C程序,实现优先队列。
30. 编写一个C程序,实现哈希表的基本操作(插入、查找、删除)。
31. 编写一个C程序,实现堆的基本操作(插入、删除、查找最大值)。
32. 编写一个C程序,实现最大堆排序算法。
C|用递归和非递归方法求解汉诺塔问题汉诺塔(Tower of Hanoi,又称河内塔)问题是源于印度一个古老传说的益智玩具。
大梵天创造世界的时候做了三根金刚石柱子,在一根柱子上从下往上按照大小顺序摞着64片黄金圆盘。
大梵天命令婆罗门把圆盘从下面开始按大小顺序重新摆放在另一根柱子上。
并且规定,在小圆盘上不能放大圆盘,在三根柱子之间一次只能移动一个圆盘。
当盘子的个数为n时,移动的次数应等于2^n – 1。
后来一位美国学者发现一种出人意料的简单方法,只要轮流进行两步操作就可以了。
首先把三根柱子按顺序排成品字型,把所有的圆盘按从大到小的顺序放在柱子A上,根据圆盘的数量确定柱子的排放顺序:若n为偶数,按顺时针方向依次摆放 A、B、C;若n为奇数,按顺时针方向依次摆放 A、C、B。
① 按顺时针方向把圆盘1从现在的柱子移动到下一根柱子,即当n为偶数时,若圆盘1在柱子A,则把它移动到B;若圆盘1在柱子B,则把它移动到C;若圆盘1在柱子C,则把它移动到A。
② 接着,把另外两根柱子上可以移动的圆盘移动到新的柱子上。
即把非空柱子上的圆盘移动到空柱子上,当两根柱子都非空时,移动较小的圆盘。
这一步没有明确规定移动哪个圆盘,你可能以为会有多种可能性,其实不然,可实施的行动是唯一的。
③ 反复进行①②操作,最后就能按规定完成汉诺塔的移动。
所以结果非常简单,就是按照移动规则向一个方向移动金片:如3阶汉诺塔的移动:A→C,A→B,C→B,A→C,B→A,B→C,A→C// 用递归求解汉诺塔问题int step=1; // 整型全局变量,预置1,步数void move(int, char, char, char);// 声明要用到的被调用函数void main(){int n;// 整型变量,n为盘数,printf("请输入盘数 n=");// 提示信息scanf("%d",&n);// 输入正整数nprintf("在3根柱子上移%d只盘的步骤为: ",n);move(n,'a','b','c');// 调用函数move(n,'a','b','c')system("pause");}void move(int m, char p, char q, char r){// 自定义函数体开始if (m==1)// 如果m为1,则为直接可解结点,{// 直接可解结点,输出移盘信息printf("[%d] move 1# from %c to %c ",step,p,r);step++;// 步数加1}else// 如果不为1,则要调用move(m-1){move(m-1,p,r,q);// 递归调用move(m-1)//直接可解结点,输出移盘信息printf("[%d] move %d# from %c to %c ", step, m, p, r);step++;// 步数加1move(m-1,q,p,r);// 递归调用move(m-1)}}//自定义函数体结束运行结果:请输入盘数 n=4在3根柱子上移4只盘的步骤为:[1] move 1# from a to b[2] move 2# from a to c[3] move 1# from b to c[4] move 3# from a to b[5] move 1# from c to a[6] move 2# from c to b[7] move 1# from a to b[8] move 4# from a to c[9] move 1# from b to c[10] move 2# from b to a[11] move 1# from c to a[12] move 3# from b to c[13] move 1# from a to b[14] move 2# from a to c[15] move 1# from b to c非递归方法:#include <iostream>using namespace std;//圆盘的个数最多为64const int MAX = 64;//用来表示每根柱子的信息struct st{int s[MAX]; //柱子上的圆盘存储情况int top; //栈顶,用来最上面的圆盘char name; //柱子的名字,可以是A,B,C中的一个int Top()//取栈顶元素{return s[top];}int Pop()//出栈{return s[top--];}void Push(int x)//入栈{s[++top] = x;}} ;long Pow(int x, int y); //计算x^yvoid Creat(st ta[], int n); //给结构数组设置初值void Hannuota(st ta[], long max); //移动汉诺塔的主要函数int main(void){int n;cout << "输入圆盘的个数:" << endl;cin >> n; //输入圆盘的个数st ta[3]; //三根柱子的信息用结构数组存储Creat(ta, n); //给结构数组设置初值long max = Pow(2, n) - 1;//动的次数应等于2^n - 1Hannuota(ta, max);//移动汉诺塔的主要函数system("pause");return 0;}void Creat(st ta[], int n){ta[0].name = 'A';ta[0].top = n-1;//把所有的圆盘按从大到小的顺序放在柱子A上for (int i=0; i<n; i++)ta[0].s[i] = n - i;//柱子B,C上开始没有没有圆盘ta[1].top = ta[2].top = 0;for (i=0; i<n; i++)ta[1].s[i] = ta[2].s[i] = 0;//若n为偶数,按顺时针方向依次摆放 AB Cif (n%2 == 0){ta[1].name = 'B';ta[2].name = 'C';}else //若n为奇数,按顺时针方向依次摆放 A C B{ta[1].name = 'C';ta[2].name = 'B';}}long Pow(int x, int y){long sum = 1;for (int i=0; i<y; i++)sum *= x;return sum;}void Hannuota(st ta[], long max){int k = 0; //累计移动的次数int i = 0;int ch;while (k < max){//按顺时针方向把圆盘1从现在的柱子移动到下一根柱子ch = ta[i%3].Pop();ta[(i+1)%3].Push(ch);cout << ++k << ": " <<"Move disk " << ch << " from " << ta[i%3].name <<" to " << ta[(i+1)%3].name << endl;i++;//把另外两根柱子上可以移动的圆盘移动到新的柱子上if (k < max){ //把非空柱子上的圆盘移动到空柱子上,当两根柱子都为空时,移动较小的圆盘if (ta[(i+1)%3].T op() == 0 ||ta[(i-1)%3].Top() > 0 &&ta[(i+1)%3].T op() > ta[(i-1)%3].Top()){ch = ta[(i-1)%3].Pop();ta[(i+1)%3].Push(ch);cout << ++k << ": " << "Move disk "<< ch << " from " << ta[(i-1)%3].name<< " to " << ta[(i+1)%3].name << endl;}else{ch = ta[(i+1)%3].Pop();ta[(i-1)%3].Push(ch);cout << ++k << ": " << "Move disk "<< ch << " from " << ta[(i+1)%3].name<< " to " << ta[(i-1)%3].name << endl;}}}}运行结果:输入圆盘的个数:5步骤:1: Move disk 1 from A to C 2: Move disk 2 from A to B 3: Move disk 1 from C to B 4: Move disk 3 from A to C 5: Move disk 1 from B to A 6: Move disk 2 from B to C 7: Move disk 1 from A to C 8: Move disk 4 from A to B 9: Move disk 1 from C to B 10: Move disk 2 from C to A 11: Move disk 1 from B to A 12: Move disk 3 from C to B 13: Move disk 1 from A to C 14: Move disk 2 from A to B 15: Move disk 1 from C to B 16: Move disk 5 from A to C 17: Move disk 1 from B to A 18: Move disk 2 from B to C 19: Move disk 1 from A to C 20: Move disk 3 from B to A 21: Move disk 1 from C to B 22: Move disk 2 from C to A23: Move disk 1 from B to A24: Move disk 4 from B to C25: Move disk 1 from A to C26: Move disk 2 from A to B27: Move disk 1 from C to B28: Move disk 3 from A to C29: Move disk 1 from B to A30: Move disk 2 from B to C31: Move disk 1 from A to C -End-。
计算机科学与工程学院
《算法与数据结构》试验报告[二]
专业班级10级计算机工程02 试验地点计算机大楼计工教研室学生学号1005080222 指导教师蔡琼
学生姓名肖宇博试验时间2012-4-14
试验项目算法与数据结构
试验类别基础性()设计性()综合性(√)其它()
试验目的及要求(1)掌握栈的特点及其存储方法;(2)掌握栈的常见算法以及程序实现;(3)了解递归的工作过程。
成
绩评定表
类别评分标准分值得分合计
上机表现积极出勤、遵守纪律
主动完成设计任务
30分
程序与报告程序代码规范、功能正确
报告详实完整、体现收获
70分
备注:
评阅教师:
日期:年月日
试 验 内 容
一、实验目的和要求
1、实验目的:
(1)掌握栈的特点及其存储方法;
(2)掌握栈的常见算法以及程序实现; (3)了解递归的工作过程。
2、实验内容
Hanoi 塔问题。
(要求4个盘子移动,输出中间结果)
3、实验要求:
要求实现4个盘子的移动,用递归和栈实现。
二、设计分析
三个盘子Hanoi 求解示意图如下:
三个盘子汉诺塔算法的运行轨迹:
B A
B C A B C
A C A
B C
(a
(b)
(c (d)
⑸
⑼ ⑶
Hanio(3,A,B,C) Hanio(3,A,B,C) Hanio(2,A,C,B)
Hanio(2,A,C,B) Hanio(1,A,B,C) Hanio(1,A,B,C) Move (A,C) Move (A,B) Hanio(1,C,A,B)
Hanio(1,C,A,B) Move (C,B)
Move (A,B)
Hanio(2,B,A,C)
Hanio(2,B,A,C) Hanio(1,B,C,A)
Hanio(1,B,C,A) Move (B,C) Hanio(1,A,B,C)
Hanio(1,A,B,C) Move (A,C)
Move (B,A)
递归第一层 递归第二层 递归第三层 ⑴ ⑵
⑷
⑹
⑺ ⑻
⑽ ⑾
⑿
⒀
⒁
三、源代码
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define maxsize 20
typedef int datatype; //数据结构的类型
typedef struct
{
int top;
datatype data[maxsize];
char flat;
}sqstack; //栈的定义
void inisqstack(sqstack *&s,char ch) //初始化函数!{
s=(sqstack *)malloc(sizeof(sqstack));
s->top=-1;
s->flat=ch;
}
void push(sqstack *&s,datatype e) //进栈函数
{
s->top++;
s->data[s->top]=e;
}
void pop(sqstack *&s,datatype &e) //出栈函数
{
e=s->data[s->top];
s->top--;
}
void Dispstack(sqstack *s) //显示函数
{
for(int i=s->top;i>=0;i--)
{
printf("%d\t",s->data[i]);
}
printf("\n");
}
void Hanio(int n,sqstack *A,sqstack *B,sqstack *C) //汉诺塔主程序
{
int e1;
if(n==1)
{
printf("把%c的%d号盘移到
到%c\n",A->flat,A->data[A->top],C->flat);
pop(A,e1);
push(C,e1);
printf("-----%c还剩下-------------",A->flat);
if(A->top==-1)
{
printf("0");
printf("\n");
}
else
Dispstack(A);
printf("-----%c还剩下-------------",B->flat);
if(B->top==-1)
{
printf("0");
printf("\n");
}
else
Dispstack(B);
printf("-----%c还剩下-------------",C->flat);
if(C->top==-1)
{
printf("0");
printf("\n");
}
else
Dispstack(C);
}
else
{
Hanio(n-1,A,C,B);
pop(A,e1);
push(C,e1);
printf("把%c的%d号盘移到
到%c\n",A->flat,e1,C->flat);
Hanio(n-1,B,A,C);
}
}
void main()
{
sqstack *A,*B,*C;
int m;
inisqstack(A,'A');
inisqstack(B,'B');
inisqstack(C,'C');
printf("输入几个盘子");
scanf("%d",&m);
for(int i=m;i>0;i--)
{
push(A,i);
}
Hanio(m,A,B,C);
}
四、测试用例(尽量覆盖所有分支)
1.正常状态下,输入1无错误后的运行程序如下:
2.正常状态下,输入2无错误后的运行程序如下:
3.正常状态下,输入3无错误后的运行程序如下:
4.正常状态下,输入4无错误后的运行程序如下:
五、实验总结
本次进行的是汉诺塔递归实现问题,由于是要用到递归和栈那么难度加大了很多。
递归的过程中关于程序执行到那里的问题是困扰我的大问题,并且递归完成后程序到了那里也是一个大问题!
原来的版本我写了一个很麻烦的程序,它可以将移走的盘的名字都打印出来,并且可以随时看到每个柱子中剩下的盘子,但是这个程序在递归中除了很奇怪的问题,我花了很大的劲都没有改出来,所以才不得不写了这样的一个简单版本。
该程序贯彻了我一贯的风格,将用户会出现的错误都考虑在内。
并且提供了每次输出的结果!
然而程序并不是最完美的。
在今后的实验当中我将会更加的关注递归算法!。