Java通過遞歸算法解決迷宮與漢諾塔及八皇后問題
1.遞歸的重要規(guī)則
- 在執(zhí)行一個(gè)方法時(shí),就創(chuàng)建一個(gè)新的受保護(hù)的獨(dú)立空間(??臻g)。
- 方法的局部變量時(shí)獨(dú)立的,不會(huì)相互影響。
- 如果方法中使用的是應(yīng)用類型變量(比如數(shù)組,對(duì)象),就會(huì)共享該引用類型的數(shù)據(jù)。
- 遞歸必須向退出遞歸的條件逼近,否則就是無限遞歸。
- 當(dāng)一個(gè)方法執(zhí)行完畢,或者遇到return,就會(huì)返回,遵循誰調(diào)用,就將結(jié)果返回給誰,同時(shí)當(dāng)方法執(zhí)行完畢或者返回時(shí),該方法也就執(zhí)行完畢。
2.遞歸的三個(gè)案例
1.老鼠出迷宮

//一個(gè)7列8行的迷宮
//分析
//1.我們用一個(gè)二維數(shù)組來表示迷宮
//2.定義一個(gè)findWay方法來找路徑,返回值為布爾類型,
//3.若找到路則返回true,否則返回false。
//4.我們用1來表示障礙物
//5.我們初始化老鼠當(dāng)前坐標(biāo)(1,1)
//6.用0表示能走,1表示不能走,2表示走過能走,3表示走過但走不通
//7.當(dāng)map[6][5]=2時(shí)則說明找到了出迷宮的路,否則繼續(xù)找路
//8.我們定義一個(gè)試探走的規(guī)則,我們假設(shè) 下->右->上->左
public class MiGong{
public static void main(String [] args){
//迷宮初始化
int [][] map = new int [8][7];
for(int i = 0; i < 7; i++){
map[0][i] = 1;
map[7][i] = 1;
}
for(int j = 0 ; j < 8; j++){
map[j][0] = 1;
map[j][6] = 1;
}
map[3][1]= 1;
map[3][2]= 1;
for (int k = 0; k < map.length; k++) {
for(int m = 0; m < map[k].length; m++){
System.out.print(map[k][m] + " ");
}
System.out.println();
}
t way = new t();
way.findWay(map, 1, 1);
System.out.println("=====找到路徑后的地圖=====");
for (int k = 0 ;k < map.length; k++) {
for(int m = 0;m < map[k].length; m++){
System.out.print(map[k][m] + " ");
}
System.out.println();
}
}
}
class t{
public boolean findWay(int [][] map ,int x , int y){
if(map[6][5]==2){//遞歸出口若終點(diǎn)處的值為2則表明能找到一條路
return true;
}else{
if(map[x][y]==0){//首先若當(dāng)前位置為0,則表明可以走
map[x][y]=2;//我們假設(shè)選這條路可以走通,將當(dāng)前位置賦為2
//然后按照我們的試探規(guī)則依次試探下->右->上->左
if(findWay(map, x+1, y))//遞歸調(diào)用findway函數(shù)如果下可以走則返回true
return true;
else if (findWay(map, x, y+1))//否則還繼續(xù)看右邊能不能走
return true;
else if(findWay(map, x-1, y))//上
return true;
else if(findWay(map, x, y-1))//左
return true;
else {
map[x][y]=3;
return false;
}
}else // map[x][y]=1,2,3
return false;
}
}
}
2.漢諾塔
相傳在古印度圣廟中,有一種被稱為漢諾塔(Hanoi)的游戲。該游戲是在一塊銅板裝置上,有三根桿(編號(hào)A、B、C),在A桿自下而上、由大到小按順序放置n個(gè)金盤。游戲的目標(biāo):把A桿上的金盤全部移到C桿上,并仍保持原有順序疊好。操作規(guī)則:每次只能移動(dòng)一個(gè)盤子,并且在移動(dòng)過程中三根桿上都始終保持大盤在下,小盤在上,操作過程中盤子可以置于A、B、C任一桿上。

分析:對(duì)于這樣一個(gè)問題,任何人都不可能直接寫出移動(dòng)盤子的每一步,但我們可以利用下面的方法來解決。設(shè)移動(dòng)盤子數(shù)為n,為了將這n個(gè)盤子從A桿移動(dòng)到C桿,可以做以下三步:
(1)以C盤為中介,從A桿將1至n-1號(hào)盤移至B桿;
(2)將A桿中剩下的第n號(hào)盤移至C桿;
(3)以A桿為中介;從B桿將1至n-1號(hào)盤移至C桿。
import java.util.Scanner;
public class HanoiTower{
public static void main(String []args ){
System.out.println("請(qǐng)輸入你要移動(dòng)的盤數(shù):");
tower m = new tower();
Scanner input = new Scanner(System.in);
int num = input.nextInt();
m.moveWay(num,'A','B','C');
}
}
class tower{
//num表示要移動(dòng)的盤的個(gè)數(shù),a,b,c分別表示a塔,b塔,c塔
public void moveWay(int num,char a,char b,char c){
if(num == 1){//如果只有一個(gè)盤,直接將其從a移動(dòng)到c
System.out.println(a + "->" + c);
}
else {//如果有多個(gè)盤將最后一個(gè)盤以上的盤看成一個(gè)整體,借助c,移動(dòng)到b,然后將最后一個(gè)盤移到c
moveWay(num-1, a, c, b);
System.out.println(a + "->" + c);
//然后再將b的所有盤,借助a,移動(dòng)到c
moveWay(num-1, b, a, c);
}
}
}
3.八皇后
問題表述為:在8×8格的國(guó)際象棋上擺放8個(gè)皇后,使其不能互相攻擊,即任意兩個(gè)皇后都不能處于同一行、同一列或同一斜線上,問有多少種擺法。

public class Queen8{
//第一個(gè)皇后先放在第一行第一列
//第二個(gè)放在第二行第一列,然后判斷是否發(fā)生沖突
//如果沖突,則繼續(xù)放第二列,第三列,依次直到找到不發(fā)生沖突的位置
//第三個(gè)皇后,還是按照第二個(gè)一樣依次找直到第八個(gè)皇后也能放在一個(gè)不發(fā)生沖突的地方,就算找到一個(gè)可行解。
//當(dāng)?shù)玫揭粋€(gè)可行解時(shí),回退到上一個(gè)棧開始回溯,既可以得到第一個(gè)皇后放在第一列的所有可行解
//然后回頭繼續(xù)第一個(gè)皇后放在第二列,重復(fù)前面的操作
//用一個(gè)一維數(shù)組來表示皇后放置的位置
//列如arry[1]=3,表示第二個(gè)皇后放在第二行第四列
int max = 8;
int [] arry = new int [max];
static int count = 0;
public static void main(String[]args){
Queen8 queen8 = new Queen8();
queen8.locate(0);
System.out.print("擺法一共有:"+ count +"種");
}
// 依次放入皇后,并判斷是否沖突
public void locate(int n){
if(n == max){
display();
return;
}
for(int i = 0; i < max; i++){
//先把皇后n放到第一列
arry[n] = i;
if(judge(n)){//不沖突則繼續(xù)放置第n+1個(gè)皇后
locate(n+1);
}
//如果沖突則繼續(xù)往后一列放置
}
}
public boolean judge(int n){
for(int i = 0; i < n; i++){
//arry[i]==arry[n]表示在同一列
//Math.abs(i-n)==Matn.abs(arry[i]-arry[n])表示在同一斜線
if(arry[i] == arry[n] || Math.abs(i - n) == Math.abs(arry[i] - arry[n])){
return false;
}
}
return true;
}
public void display(){
count++;
for(int i = 0; i < arry.length; i++){
System.out.print(arry[i]+" ");
}
System.out.println();
}
}到此這篇關(guān)于Java通過遞歸算法解決迷宮與漢諾塔及八皇后問題的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java遞歸算法內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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