C++学习：任意合法状态下汉诺塔的移动（原创）

 1 #ifndef _HANOI_H
 2 #define _HANOI_H
 3 #include <iostream>
 4 #include <list>
 5 using namespace std;
 6 class Hanoi{
 7 private:
 8     int plates;                //存放盘子总数;
 9     list<int>* initStatus;    //各个钉子上盘子的个数，存放在一个链表数组中
10 public:
11     Hanoi();
12     Hanoi(int n, int status[]);
13     void ShowHanoi();
14     int arrang(int n);
15     void Move2Last();
16     void Move(int n, int src, int buf, int dest);
17 
18     ~Hanoi();
19 };
20 #endif

  1 #include <iostream>
  2 #include <list>
  3 #include <algorithm>
  4 #include "Hanoi.h"
  5 
  6 Hanoi::Hanoi(){
  7     plates = 1;
  8     initStatus = new list<int>[3];
  9     initStatus[0].push_front(0);
 10 }
 11 /*
 12 功能：构造函数，参数status数组是金盘初识状态；参数n是数组长度，也就是金盘个数
 13 说明：    1、status数组中元素必须是0、1或者2
 14         2、数组下标表示金盘编号，对应的元素值表示该金盘所在的柱子编号
 15         3、例如数组[0, 0, 1, 2]表示：3号金盘在2号柱子上；2号金盘在1号柱子上，0号和1号金盘在0号柱子上
 16 */
 17 Hanoi::Hanoi(int n, int status[]){
 18     plates = n;
 19     initStatus = new list<int>[3];
 20     for (int i(0); i<n; i++)
 21         initStatus[status[i]].push_front(i);
 22 }
 23 //显示三根柱子上的金盘状态
 24 void Hanoi::ShowHanoi(){
 25     list<int>::iterator lbegin, lend;
 26     for (int i(0); i<3; i++){
 27         cout << "第" << i << "根柱子中金盘从下到上分别是：";
 28         if (initStatus[i].empty()){
 29             cout << "空" << endl;
 30         }
 31         else{
 32             lbegin = initStatus[i].begin();
 33             lend = initStatus[i].end();
 34             while (lbegin != lend)
 35                 cout << ‘ ‘ << *lbegin++;
 36             cout << endl;
 37         }
 38     }
 39 }
 40 /*
 41 功能：将0、1、……、n-1号金盘全部移动到n号金盘所在的柱子上
 42 注意1：0、1、……、n-1号金盘已经全部在一根柱子上
 43 注意2：因此，如果要将任意状态下的0—n-1号金盘全部移动到n号金盘所在的柱子上，需要循环调用arrang函数其中参数从0到n循环
 44 */
 45 int Hanoi::arrang(int n){
 46     int src(-1), dest(-1), buf(-1);
 47     for (int i(0); i<3; i++){
 48         list<int>::iterator temp = find(initStatus[i].begin(), initStatus[i].end(), n);
 49         if (temp == initStatus[i].end())
 50             continue;
 51         else{
 52             src = i;
 53             break;
 54         }
 55     }
 56     if (src >= 0){
 57         for (int i(0); i<3; i++){
 58             list<int>::iterator temp = find(initStatus[i].begin(), initStatus[i].end(), n + 1);
 59             if (temp == initStatus[i].end())
 60                 continue;
 61             else{
 62                 dest = i;
 63                 break;
 64             }
 65         }
 66         for (int i(0); i<3; i++){
 67             if (i != src && i != dest){
 68                 buf = i;
 69                 break;
 70             }
 71         }
 72         if (dest >= 0 && src != dest)
 73             Move(n, src, buf, dest);
 74     }
 75     return dest;
 76 }
 77 /*
 78 功能：将三根柱子上的金盘全部移动到2号柱子上，其中金盘初识状态为任意合法状态
 79 注意：必须对三根柱子上的金盘进行初始化，也就是在调用该函数之前必须调用有参构造函数
 80 */
 81 void Hanoi::Move2Last(){
 82     int res;
 83     if (find(initStatus[2].begin(), initStatus[2].end(), plates - 1) != initStatus[2].end())
 84         for (int i(0); i < plates - 1; i++)
 85             res = arrang(i);
 86     else{
 87         int i, little(plates - 2), count(0);
 88         for (i = 0; i<2; i++){
 89             if (find(initStatus[i].begin(), initStatus[i].end(), plates - 1) != initStatus[i].end())
 90                 break;
 91         }
 92         while (find(initStatus[i].begin(), initStatus[i].end(), little) != initStatus[i].end()){
 93             little--;
 94             count++;
 95         }
 96         if (little<0){
 97             Move(plates, i, 1 - i, 2);
 98             return;
 99         }
100         for (int j(0); j<little; j++)
101             arrang(j);
102         int buf(1 - i), dest(2);
103         while (count--){
104             initStatus[i].remove(little+1);
105             initStatus[dest].push_back(little+1);
106             cout << "将" << little+1 << "号金盘从" << i << "号柱子移动到" << dest << "号柱子:" << endl;
107             ShowHanoi();
108             Move(little, buf, i, dest);
109             int temp = buf;
110             buf = dest;
111             dest = temp;
112             little++;
113         }
114         if (dest == 1-i)
115             Move(little, buf, i, dest);
116         initStatus[i].remove(plates - 1);
117         initStatus[2].push_back(plates - 1);
118         cout << "将" << plates << "号金盘从" << i << "号柱子移动到" << 2 << "号柱子:" << endl;
119         ShowHanoi();
120         Move(little, 1 - i, i, 2);
121     }
122     /*
123     //下面代码也能实现将任意合法状态的金盘，全部移动到第三根柱子上，但是效率较低
124     for(int i(0); i < plates-1; i++)
125     res = arrang(i);
126     if(res == 2)
127     return;
128     else if(res == 1)
129     Move(plates-1, res, 0, 2);
130     else
131     Move(plates-1, res, 1, 2);
132     */
133 }
134 /*
135 功能：将src号柱子中的0、1、……、n号金盘以buf为中间缓存，全部移动到dest号柱子上
136 注意：src号柱子上0—n号金盘必须是连续的
137 */
138 void Hanoi::Move(int n, int src, int buf, int dest){
139     if (n >= 0){
140         Move(n - 1, src, dest, buf);
141         initStatus[src].remove(n);
142         initStatus[dest].push_back(n);
143         cout << "将" << n << "号金盘从" << src << "号柱子移动到" << dest << "号柱子:" << endl;
144         ShowHanoi();
145         Move(n - 1, buf, src, dest);
146     }
147 }
148 Hanoi::~Hanoi(){
149     delete[]initStatus;
150 }

 1 #include <iostream>
 2 #include "Hanoi.h"
 3 using namespace std;
 4 void main(){
 5     int a[4] = { 0, 1, 1, 1 };
 6     Hanoi myhanoi(4, a);
 7     myhanoi.ShowHanoi();
 8     myhanoi.Move2Last();
 9     system("pause");
10 }