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题目背景

  XJJ最近迷上了一款小游戏——汉诺四塔,但是由于智商有限,步骤多了容易手滑,于是他请求小伙伴们来帮他,人家才不是cheat呢。

游戏规则

  同汉诺塔相似,不过塔有4个,要求将盘子从塔1运到塔4。

输入格式

  一个数n表示盘子数。

输出格式

  第一行输出step表示你的操作步数。
  接下来step行每行2个用空格隔开的数a,b表示将塔a最上面的盘子移到塔b。
  你的输出只要保证能帮XJJ通关游戏即可,对步数没有太大要求,当然你操作100000步XJJ也会等不及的啦。

数据规模和约定

  6<=n<=30;

judge

  由于答案不唯一,将用以下方法判断答案是否正确:
  ·step必须是1到100000以内的整数,a、b必须是1到4的整数,a和b可以相等;
  ·输出必须有2*step+1个整数,每个步骤可以不换行;
  ·对于一次操作a,b,必须满足a塔有盘子,且当前状态下a塔最上面的盘子比b塔最上面的盘子(如果有)小,当然b塔没有盘子可以直接移动;
  ·step次操作完成后,所有的盘子从大到小放在第四个塔上;
  · XJJ请教大神得知n=30时,1025步可以通关,瞬间XJJ放心了不少。

思路:动态递归求解方法个数,通过递归打印函数开始迭代

我们已经熟知,汉诺三塔,移动次数为2**n-1;对于此题,可以无视其中一个塔,但总步数为2**30-1,显然以经大于100000,因此要巧妙利用这个根塔,这里就不卖关子了,对于四塔问题,可以将n个盘子分为上下两部分,分别分为p,q个盘子(p+q=n),将p个盘子先移动到一个塔上,这时要注意:盘子是小的必须在大的上。那么刚才剩余的q个盘子只有三个塔作为其移动的载体,即转化为了三塔问题,将其移到最后一个塔上(即4塔),有2**p-1种方法(这个结论想必做这个题的人都知道吧,这里不再阐述),最后再将刚才已经移到一个塔上的p个盘子移到第4塔上,解决问题。

上述分析中,k的确定至关重要,如果p,q随意分的话,得到的总步数不一定是最少的,因此,在每一次迭代中都需要加入循环,遍历分的方法,使用min()函数,找到并提取k的值,由于用的是动态递归(递归的动态规划优化,没听过的可以自己阅读有关资料),则可以将k,和总步数num合并存储在字典memo中,最后编写打印函数,这里要注意承接关系,这里笔者特意在打印函数后加入参数p,q,旨在确定从那个塔移动到那个塔,方便函数内部的递归处理,防止出现混乱。

最后给出源码:读者可以进一步对代码优化
memo={} def f(n): if n in memo: return memo[n][1] if n==1: value=1
memo[n]=[0,value] return value a=[] for k in range(1,n):
a.append(2*f(n-k)+2**k-1) value=min(a) key=a.index(min(a))+1
memo[n]=[key,value] return value n=int(input());f(n)
print(memo[n][1]);s=[1,2,3,4] def print_4(n,p,q): global memo,s,s1 if n==1:
print(str(p)+' '+str(q)) return b=s.copy() b.remove(p);b.remove(q) a=memo[n][0]
#下面的盘数 #先把上面的盘子通过四柱移到2上 print_4(n-a,p,b[0]) s1=[p,q,b[1]] print_3(a,p,q)
print_4(n-a,b[0],q) return def print_3(n,p,q): #p为当前所在列 global s1 if n==1:
print(str(p)+' '+str(q)) return a=s1.copy() a.remove(p);a.remove(q)
print_3(n-1,p,a[0]) print_3(1,p,q) print_3(n-1,a[0],q) return print_4(n,1,4)
本题到这里结束,祝各位对递归、动规理解更上一个档次

下次再见!!!

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