python递归详解+汉诺塔小案例

旧街凉风 提交于 2020-01-25 18:09:17

递归

    什么是递归

递归式方法可以被用于解决很多的计算机科学问题,因此它是计算机科学中十分重要的一个概念。绝大多数编程语言支持函数的自调用,在这些语言中函数可以通过调用自身来进行递归。计算理论可以证明递归的作用可以完全取代循环,因此在很多函数编程语言(如Scheme)中习惯用递归来实现循环。递归的强大之处在于它允许用户用有限的语句描述无限的对象。因此,在计算机科学中,递归可以被用来描述无限步的运算,尽管描述运算的程序是有限的。下面是对Python递归函数的简单了解:
# 类似与栈的先进后出模式
# 递归的两个必要条件
# 1.要有递推关系
# 2.要有临界
def digui(num):
    print('$'+str(num))
    # 临界值
    if num >0:
        # 这里用的是调用本身的函数(递推关系)
        digui(num-1)
    else:
        print('='*20)
    print(num)
    
digui(3)
输出结果为:
$3
$2
$1
$0
====================
0
1
2
3

汉诺塔

什么是汉诺塔?

汉诺塔算法介绍

其实算法非常简单,当盘子的个数为n时,移动的次数应等于2^n – 1(有兴趣的可以自己证明试试看)。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。
⑴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。
⑵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。
⑶反复进行⑴⑵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
#----------------汉诺塔-----------------#
# 如果有n个圆盘,所需移动的步数为 2^n-1
i = 0
# 定义一个函数给4个参数n是圆盘的个数,a代表A柱子,b,c 函数里面的是形式参数
def move(n,a,b,c):
    # 把变量i全局化,如果不全局化,只可访问读取不能进行操作修改
    global i
    if n==1:
        i += 1
        print('移动第',i,'次',a,'-->',c)
    else:
        # 1.把A柱上n-1个圆盘移动到B柱上
        move(n-1,a,c,b) # 传的才是实际参数
        # 2.把A柱上最大的移动到C柱子上
        move(1,a,b,c)
        # 3.把B柱子上n-1个圆盘移动到C柱子上
        move(n-1,b,a,c)

        
move(4,'A','B','C')

输出结果为:

移动第 1 次 A --> B
移动第 2 次 A --> C
移动第 3 次 B --> C
移动第 4 次 A --> B
移动第 5 次 C --> A
移动第 6 次 C --> B
移动第 7 次 A --> B
移动第 8 次 A --> C
移动第 9 次 B --> C
移动第 10 次 B --> A
移动第 11 次 C --> A
移动第 12 次 B --> C
移动第 13 次 A --> B
移动第 14 次 A --> C
移动第 15 次 B --> C
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