漢諾塔的非遞歸解法
似乎這個問題的最佳解法就是遞歸,假如你想用棧來消解掉遞歸達到形式上的消除遞歸,你還是在使用遞歸的思想,因此,他本質上還是一個遞歸的算法。我們這本黃皮書在談論到“什麼情況使用遞歸”的時候,在“3.問題的解法是遞歸的”這裡面,就這樣說了“有些問題只能用遞歸的方法來解決,一個典型的例子就是漢諾塔”。
但我堅信,假如一個問題能用分析的辦法解決——遞歸實際上就是一個分析解法,能將問題分解成-1規模的同等問題和移動一個盤子,假如這樣分解下去一定會有解,最後分解到移動1號盤子,問題就解決了——那麼我也應該能用綜合的辦法解決,就是從當前的狀態來確定怎樣移動,而不是逆推得到決定。這是對實際工作過程的一個模擬,試想假如讓我們去搬盤子,我們肯定不會用遞歸來思考現在應該怎麼搬——只要8個盤子,我們腦子裡的“工作棧”恐怕就要溢出了——我們要立即決定怎麼搬,而不是從多少步之後的情景來知道怎麼搬。下面我們通過模擬人的正向思維來尋找這個解法。
假設如下搬7個盤子的初始狀態(選用7個是因為我曾經寫出了一個1~6結果正確的算法,而在7個的時候才發現一個條件的選擇錯誤,具體大家自己嘗試吧),我們唯一的選擇就是搬動1號盤子,但是我們的問題是向B搬還是向C搬?
顯然,我們必須將7號盤子搬到C,在這之前要把6號搬到B,5號就要搬到C,……以此類推,就會得出結論(規律1):當前柱最上面的盤子的目標柱應該是,從當前柱上“需要搬動的盤子”最下面一個的目標柱,向上交替交換目標柱到它時的目標柱。
就是說,假如當前柱是A,需要移動m個盤子,從上面向下數的第m個盤子的目標柱是C,那麼最上面的盤子的目標柱就是這樣:if (m % 2) 目標和第m個盤子的目標相同(C);else 目標和第m個盤子的目標不同(B)。接下來,我們需要考慮假如發生了阻塞,該怎麼辦,請繼續關注下一期的文章。
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