分治算法

分治算法,其实就是把一个大问题看成若干个小问题,解决了所有的小问题,那么大问题就解决了,原问题的解就是子问题解的合并,之前说的归并排序、快速排序,都用到了分治思想。

1.基本步骤

  • 分解:将原问题分解成若干个相互独立的、规模较小的、容易求解的、与原问题形式相同的子问题;
  • 解决:直接求解子问题或者递归求解子问题;
  • 合并:将各个子问题的解合并为原问题的解。

2.经典应用:汉诺塔问题

问题介绍

分治算法 - 图1

分治算法 - 图2

2. 怎么玩?

分治算法 - 图3

3. 思路分析:

我们先给3根针标上号,左边的是A,中间的是B,右边的是C。

  • 假如只有一个盘,那就直接从A移动到C;
  • 假如有两个盘,那就把上面那个从A移动到B,把底下那个从A到C,再把B中的移到C;
  • 假如有多个盘,我们也可以按照两个盘的方式处理。即把最下边的看成一个盘,其他所有的看成一个盘;当然这里其他所有的还可以按照这种方式再进行分治。

4. 代码实现:

  1. public class HanoiTower {
  2. /**
  3. * 汉诺塔问题
  4. * @param plateNum 盘子的数量
  5. * @param a 出发地,初始的时候是A
  6. * @param b 中转地,初始的时候是B
  7. * @param c 目的地,初始的时候是C
  8. */
  9. public static void hanoiTower(int plateNum, String a, String b, String c) {
  10. if (plateNum == 1) {
  11. System.out.println("从 " + a + " 到 " + c);
  12. } else { // 盘子数量大于等于2的情况
  13. // 上面的从A到B
  14. hanoiTower(plateNum - 1, a, c, b);
  15. // 最下面那个从A到C
  16. System.out.println("从 " + a + " 到 " + c);
  17. // B针上的所有搬到C
  18. hanoiTower(plateNum - 1, b, a, c);
  19. }
  20. }
  21. public static void main(String[] args) {
  22. hanoiTower(5, "A", "B", "C");
  23. }
  24. }