C语言 N阶汉诺塔问题的递归实现

//递归实现模拟汉诺塔
//作者：nuaazdh
//时间：2011年12月9日 08:22:27
#include <stdio.h>

#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0

#define ORDER 3 //汉诺塔阶数

typedef int Status;//函数执行状态
typedef struct{
int count;//当前塔座上的圆盘数
int *disk;//当前塔座圆盘数组
}Towerfoot;

void InitHanoi(Towerfoot *X,Towerfoot *Y,Towerfoot *Z,int n);
//汉诺塔初始化，X，Y，Z，汉诺塔阶数为n
Status Find(const Towerfoot *X,int id);
//检验编号为id的圆盘是否在塔座X上,是返回TRUE;否则返回FALSE
Status Check(const Towerfoot *X);
//监测Towerfoot是否排放正确
void move(Towerfoot *X,int id,Towerfoot *Z);
//以Y为辅助塔基，将编号为id的圆盘从塔座X移到塔座Z
void Hanoi(Towerfoot *X,Towerfoot *Y,Towerfoot *Z,int n);
//将塔座X上的编号为1到n的圆盘按规则移到塔座Z上
void PrintHanoi(const Towerfoot *X,const Towerfoot *Y,const Towerfoot *Z,int n);
//打印汉诺塔三个塔座X，Y，Z上的圆盘
void PrintTower(const Towerfoot *X);
//输出当个汉诺塔塔座上的圆盘序号

int step=0;//全局变量，记录移动步数

int main()
{
Towerfoot X,Y,Z;
InitHanoi(&X,&Y,&Z,ORDER);
PrintHanoi(&X,&Y,&Z,ORDER);
Hanoi(&X,&Y,&Z,ORDER);
return 0;
}

void InitHanoi(Towerfoot *X,Towerfoot *Y,Towerfoot *Z,int n){
//汉诺塔初始化，X，Y，Z，汉诺塔阶数为n
int i;
X->count=n;
Y->count=Z->count=0;
X->disk=(int*)malloc(sizeof(int)*n);//申请圆盘数组空间
Y->disk=(int*)malloc(sizeof(int)*n);
Z->disk=(int*)malloc(sizeof(int)*n);
if(!(X->disk&&Y->disk&&Z->disk)){
printf("分配内存失败.\n");
exit(0);
}
for(i=0;i<n;i++){//放置塔座X上的圆盘
X->disk[i]=i+1;
}
}

void Hanoi(Towerfoot *X,Towerfoot *Y,Towerfoot *Z,int n){
//将塔座X上的编号为1到n的圆盘按规则移到塔座Z上
//Y可做辅助塔座
if(n==1){
move(X,1,Z);//编号1的圆盘从X移动到Z
PrintHanoi(X,Y,Z,ORDER);//输出当前汉诺塔结构
}
else{
Hanoi(X,Z,Y,n-1);
move(X,n,Z);//以Y为辅助塔座，将X编号为n的移到Z上
PrintHanoi(X,Y,Z,ORDER);//输出汉诺塔
Hanoi(Y,X,Z,n-1);
}
}

void move(Towerfoot *X,int id,Towerfoot *Z){
//将编号为id的圆盘从塔座X移到塔座Z
int i;
if(FALSE==Find(X,id)){
printf("塔座X上没有编号为%d的圆盘.\n",id);
return;
}
if(X->disk[0]!=id){
printf("编号为%d的圆盘不是塔座X的最上方，无法移动.\n",id);
return;
}
for(i=0;i<X->count-1;i++){//移动塔座X上的圆盘
X->disk[i]=X->disk[i+1];
}
for(i=Z->count-1;i>=0;i--){//移动塔座Z的上圆盘
Z->disk[i+1]=Z->disk[i];
}
Z->disk[0]=id;
X->count--;
Z->count++;
step++; //每移动一次，步数加1
}

Status Find(const Towerfoot *X,int id){
//检验编号为id的圆盘是否在塔座X上,是返回TRUE;否则返回FALSE
int i;
if(X->count==0)
return FALSE;
for(i=0;i<X->count;i++){
if(X->disk[i]==id)
return TRUE;
}
return FALSE;
}

Status Check(const Towerfoot *X){
//监测Towerfoot是否排放正确
int i=0;
for(i=0;i<X->count-1;i++){
if((X->disk[i]<0)||(X->disk[i]>X->disk[i+1]))
return FALSE;
}
return TRUE;
}

void PrintHanoi(const Towerfoot *X,const Towerfoot *Y,const Towerfoot *Z,int n){
//打印汉诺塔三个塔座X，Y，Z上的圆盘
int i,j;//循环变量
printf("\nstep %d:\n",step);
for(i=0;i<n;i++){
for(j=0;j<3*n+2;j++){
if((n-X->count<=i)&&(X->disk[i-(n-X->count)]>j)){//X塔座
printf("#");
}else{
printf(" ");
}
if((n-Y->count<=i)&&(j-n>0)&&(Y->disk[i-(n-Y->count)]>=j-n)){//Y塔座
printf("#");
}else{
printf(" ");
}
if((n-Z->count<=i)&&(j-2*n>0)&&(Z->disk[i-(n-Z->count)]>=j-2*n)){//Z塔座
printf("#");
}else{
printf(" ");
}
}
printf("\n");
}
}

void PrintTower(const Towerfoot *X){
//输出当个汉诺塔塔座上的圆盘序号
int i;
for(i=0;i<X->count;i++){
printf("%d ",X->disk[i]);
}
printf("\n");
}