shell的算法练习 汉诺塔

shell下的脚本练习汉诺塔

 

#!/bin/bash - 
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#          FILE: Hanoi_tower.sh
# 
#         USAGE: ./Hanoi_tower.sh 
# 
#   DESCRIPTION: 
# 
#       OPTIONS: ---
#  REQUIREMENTS: ---
#          BUGS: ---
#         NOTES: ---
#        AUTHOR: Francis Drake K (), 772523354@qq.com
#  ORGANIZATION: M33
#       CREATED: 2018年08月16日 20:04
#      REVISION:  ---
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tower_1=()
tower_2=()
tower_3=()
step=(0)
level_up=()
create_tower ()
{
 
for (( CNTR=0; CNTR<$1; CNTR+=1 )); do
    tower_1=( ${tower_1[*]} `echo "$CNTR+1" |bc ` )
done

   
}    # ----------  end of function create_tower  ----------


#---  FUNCTION  ----------------------------------------------------------------
#          NAME:  mv_to_tower3
#   DESCRIPTION:  将标准塔移动到tower3
#    PARAMETERS:  tower_name()
#       RETURNS:  
#-------------------------------------------------------------------------------
mv_to_tower3 ()
{  

    if [ ${tower_3[*]} -ne 0 ] ; then
# 若是塔中有元素则更新目标塔
        update_to_tower
    fi

#     将参数数组（起始塔）的最上层元素（数组的下标0位置的数据）赋值给塔3的最上层元素
    tower_3[0]= ${$1[0]}
#      删除参数数组（起始塔）的最上层元素
    unset ${$1[0]}
#   更新起始塔(将数组中的所有元素所有下标-1)
    update_from_tower $1
#     将元素，起始塔，目标塔当作参数传入count_step
    count_step ${$1[0]} $1 tower_3

}    # ----------  end of function mv_to_tower3  ----------


mv_to_tower2 ()
{
 
    if [ ${tower_2[*]} -ne 0 ] ; then
# 若是塔中有元素则更新目标塔
        update_to_tower
    fi

#     将参数数组（起始塔）的最上层元素（数组的下标0位置的数据）赋值给塔3的最上层元素
    tower_2[0]= ${$1[0]}
#      删除参数数组（起始塔）的最上层元素
    unset ${$1[0]}
#   更新起始塔(将数组中的所有元素所有下标-1)
    update_from_tower $1
#     将元素，起始塔，目标塔当作参数传入count_step
    count_step ${$1[0]} $1 tower_2
  
}    # ----------  end of function mv_to_tower2  ----------


mv_to_tower1 ()
{
    
    if [ ${tower_1[*]} -ne 0 ] ; then
# 若是塔中有元素则更新目标塔
        update_to_tower
    fi

#     将参数数组（起始塔）的最上层元素（数组的下标0位置的数据）赋值给塔3的最上层元素
    tower_1[0]= ${$1[0]}
#      删除参数数组（起始塔）的最上层元素
    unset ${$1[0]}
#   更新起始塔(将数组中的所有元素所有下标-1)
    update_from_tower $1
#     将元素，起始塔，目标塔当作参数传入count_step
    count_step ${$1[0]} $1 tower_2

}    # ----------  end of function mv_to_tower1  ----------


#---  FUNCTION  ----------------------------------------------------------------
#          NAME:  update_tower
#   DESCRIPTION:  更新起始塔（数组）
#    PARAMETERS:  tower_name
#       RETURNS:  
#-------------------------------------------------------------------------------
update_from_tower ()
{
    
    for (( CNTR=1; CNTR<${$1[*]}; CNTR+=1 )); do
        ${$1[$CNTR-1]}= ${$1[$CNTR]}
    done
}    # ----------  end of function update_tower  ----------


#---  FUNCTION  ----------------------------------------------------------------
#          NAME:  update_to_tower
#   DESCRIPTION:  更新目标塔（数组）
#    PARAMETERS:  tower——name
#       RETURNS:  
#-------------------------------------------------------------------------------

update_to_tower ()
{
     
    for (( CNTR=0; CNTR<${$1[*]}; CNTR+=1 )); do
        ${$1[$CNTR+1]}= ${$1[$CNTR]}
        unset  ${$1[0]}
    done

}    # ----------  end of function update_to_tower  ----------


#---  FUNCTION  ----------------------------------------------------------------
#          NAME:  count_step
#   DESCRIPTION: 记录起始塔，移动数，目标塔到step（）中
#    PARAMETERS:  
#       RETURNS:  
#-------------------------------------------------------------------------------
count_step ()
{
    lev=`echo "L$1"`
    tower_from=$2
    tower_to=$3
    step=(${step[*]} `echo "$lev $tower_from $tower_to"` )
}    # ----------  end of function count_step  ----------


#---  FUNCTION  ----------------------------------------------------------------
#          NAME:  3_level_tower_to
#   DESCRIPTION:  初始化level_up（）将三阶汉诺塔从塔1移动到塔3的方法存入
#    PARAMETERS:  
#       RETURNS:  
#-------------------------------------------------------------------------------
3_level_tower_to ()
{

     level_up=(${level_up[*]} echo 'mv_to_tower3 tower_1')
#     L1从塔1移动到塔3
     level_up=(${level_up[*]} echo 'mv_to_tower2 tower_1')
#     L2从塔1移动到塔2
     level_up=(${level_up[*]} echo ' mv_to_tower2 tower_3')
#     L1从塔1移动到塔2
     level_up=(${level_up[*]} echo 'mv_to_tower3 tower_3')

#     L3从塔1移动到塔3
     level_up=(${level_up[*]} echo 'mv_to_tower1 tower_2')

#     L1从塔1移动到塔1
     level_up=(${level_up[*]} echo 'mv_to_tower3 tower_2')

#     L2从塔1移动到塔3
     level_up=(${level_up[*]} echo 'mv_to_tower3 tower_1')

#     L1从塔1移动到塔3
}# ----------  end of function 3_level_tower_to  ----------

#---  FUNCTION  ----------------------------------------------------------------
#          NAME:  3_level_tower_back
#   DESCRIPTION:   三阶汉诺塔从塔3移动到塔1
#    PARAMETERS:  
#       RETURNS:  
#-------------------------------------------------------------------------------
# 3_level_tower_back ()
# {
#     mv_to_tower1 tower_3
#     L1从塔3移动到塔1
#     mv_to_tower2 tower_3
#     L2从塔3移动到塔2
#     mv_to_tower2 tower_1
#     L1从塔1移动到塔2
#     mv_to_tower1 tower_3
#     L3从塔3移动到塔1
#     mv_to_tower3 tower_2
#     L1从塔2移动到塔3
#     mv_to_tower1 tower_2
#     L2从塔2移动到塔1
#     mv_to_tower1 tower_3
#     L1从塔3移动到塔1

   
# }    # ----------  end of function 3_level_tower_back  ----------

#---  FUNCTION  ----------------------------------------------------------------
#          NAME:  change_num
#   DESCRIPTION:  对换角标,例:参数 mv_to_tower1 tower3 可返回结果mv_to_tower3 tower1
#    PARAMETERS:  
#       RETURNS:  
#-------------------------------------------------------------------------------

change_num ()
{
    way_num_tmp=` echo $1 |rev |cut -c1 `

    change_from=` echo $2 |rev |cut -c1 `
    
    way_output= ` echo "mv_to_tower"$change_from `
    
    from_output=` echo "tower"$way_num_tmp

    level_up=(${level_up[*]} `echo "$way_output $from_output"` )
}    # ----------  end of function change_num  ----------


#---  FUNCTION  ----------------------------------------------------------------
#          NAME:  tower_level_up
#   DESCRIPTION:  塔的移动方法随阶数的增加自动升级，并将其存入level_up（）
#    PARAMETERS:  
#       RETURNS:  
#-------------------------------------------------------------------------------
tower_level_up ()
{   

#-------------------------------------------------------------------------------
#                   核心算法 汉诺塔学习升级
#         若是要求n阶汉诺塔:应先求3阶汉诺塔
#         经过三阶汉诺塔为基础进行变换
#         例：4阶汉诺塔的移动方法
#          3阶汉诺塔正向移动 + 第四阶移动到塔2
#         +3阶汉诺塔反向移动 + 第四阶移动到塔3
#         +3阶汉诺塔正向移动
#         由此可知若已有4阶汉诺塔的移动方法可求5阶移动方法
#         因此已知3阶汉诺塔可求n阶汉诺塔
#         但因为时间复杂度的提高和数据的溢出
#         不可求太高阶的汉诺塔
# 
#-------------------------------------------------------------------------------
#     由于数组中存入了3阶汉诺塔的正向移动方法因此无需改变
        
        
    for (( CNTR=3; CNTR<$1; CNTR+=1 )); do
#          添加步骤 将高1阶的塔从塔1移动到塔2
        level_up=(${level_up[*]} echo "mv_to_tower2 tower_1"             
#         防止计算错错误锁定低阶汉诺塔的正向移动方法的数组位置
        arry_end=echo "`echo ${#level_up[@]}-2 |bc`" 

        for (( i=0; i<$arry_end; i+=1 )); do
#          生成反向移动，并存入数组
            change_num ${level_up[$i]}
            
        done
#         添加步骤 将高一阶的塔从塔2移动到塔3 
        level_up=(${level_up[*]} echo"mv_to_tower3 tower_2"
#         再次使用低阶正向移动方法
        for (( j=0; j<$arry_end; CNTR+=1 )); do
            level_up=(${level_up[*]} `echo ${level_up[j]}`)
        done

    done


}    # ----------  end of function tower_level_up  ----------



main ()
{:
#     输入一个要完成的阶数
#     生成数组
#     create_tower

#     传入tower_level_up
#     得出目标方法

#     运行目标方法
#     输出countstep内容

#     便可得到移动步骤和最终塔

}    # ----------  end of function main  ----------