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2023-08-21 19:32:37 +08:00
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### 1.   考虑基本情况
对于问题 $f(1)$ ,即当只有一个圆盘时,将它直接从 `A` 移动至 `C` 即可。
如下图所示,对于问题 $f(1)$ ,即当只有一个圆盘时,我们将它直接从 `A` 移动至 `C` 即可。
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![规模为 1 问题的解](hanota_problem.assets/hanota_f1_step1.png)
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<p align="center"> 图:规模为 1 问题的解 </p>
对于问题 $f(2)$ ,即当有两个圆盘时,**由于要时刻满足小圆盘在大圆盘之上,因此需要借助 `B` 来完成移动**,包括三步:
如下图所示,对于问题 $f(2)$ ,即当有两个圆盘时,**由于要时刻满足小圆盘在大圆盘之上,因此需要借助 `B` 来完成移动**
1. 先将上面的小圆盘从 `A` 移至 `B`
2. 再将大圆盘从 `A` 移至 `C`
3. 最后将小圆盘从 `B` 移至 `C`
解决问题 $f(2)$ 的过程可总结为:**将两个圆盘借助 `B``A` 移至 `C`** 。其中,`C` 称为目标柱、`B` 称为缓冲柱。
=== "<1>"
![规模为 2 问题的解](hanota_problem.assets/hanota_f2_step1.png)
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<p align="center"> 图:规模为 2 问题的解 </p>
解决问题 $f(2)$ 的过程可总结为:**将两个圆盘借助 `B``A` 移至 `C`** 。其中,`C` 称为目标柱、`B` 称为缓冲柱。
### 2. &nbsp; 子问题分解
对于问题 $f(3)$ ,即当有三个圆盘时,情况变得稍微复杂了一些。由于已知 $f(1)$ 和 $f(2)$ 的解,因此可从分治角度思考,**将 `A` 顶部的两个圆盘看做一个整体**,执行以下步骤:
对于问题 $f(3)$ ,即当有三个圆盘时,情况变得稍微复杂了一些。
因为已知 $f(1)$ 和 $f(2)$ 的解,所以我们可从分治角度思考,**将 `A` 顶部的两个圆盘看做一个整体**,执行下图所示的步骤。这样三个圆盘就被顺利地从 `A` 移动至 `C` 了。
1.`B` 为目标柱、`C` 为缓冲柱,将两个圆盘从 `A` 移动至 `B`
2.`A` 中剩余的一个圆盘从 `A` 直接移动至 `C`
3.`C` 为目标柱、`A` 为缓冲柱,将两个圆盘从 `B` 移动至 `C`
这样三个圆盘就被顺利地从 `A` 移动至 `C` 了。
=== "<1>"
![规模为 3 问题的解](hanota_problem.assets/hanota_f3_step1.png)
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本质上看,**我们将问题 $f(3)$ 划分为两个子问题 $f(2)$ 和子问题 $f(1)$** 。按顺序解决这三个子问题之后,原问题随之得到解决。这说明子问题是独立的,而且解是可以合并的。
至此,我们可总结出汉诺塔问题的分治策略:将原问题 $f(n)$ 划分为两个子问题 $f(n-1)$ 和一个子问题 $f(1)$ 。子问题的解决顺序为:
至此,我们可总结出下图所示的汉诺塔问题的分治策略:将原问题 $f(n)$ 划分为两个子问题 $f(n-1)$ 和一个子问题 $f(1)$ 。子问题的解决顺序为:
1. 将 $n-1$ 个圆盘借助 `C``A` 移至 `B`
2. 将剩余 $1$ 个圆盘从 `A` 直接移至 `C`