shell的算法練習 漢諾塔

時間  2019-12-02
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shell下的腳本練習漢諾塔

 

#!/bin/bash - 
#===============================================================================
#
#          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:  ---
#===============================================================================


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:  將標準塔移動到tower3
#    PARAMETERS:  tower_name()
#       RETURNS:  
#-------------------------------------------------------------------------------
mv_to_tower3 ()
{  

    if [ ${tower_3[*]} -ne 0 ] ; then
# 若是塔中有元素則更新目標塔
        update_to_tower
    fi

#     將參數數組（起始塔）的最上層元素（數組的下標0位置的數據）賦值給塔3的最上層元素
    tower_3[0]= ${$1[0]}
#      刪除參數數組（起始塔）的最上層元素
    unset ${$1[0]}
#   更新起始塔(將數組中的所有元素所有下標-1)
    update_from_tower $1
#     將元素，起始塔，目標塔當作參數傳入count_step
    count_step ${$1[0]} $1 tower_3

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


mv_to_tower2 ()
{
 
    if [ ${tower_2[*]} -ne 0 ] ; then
# 若是塔中有元素則更新目標塔
        update_to_tower
    fi

#     將參數數組（起始塔）的最上層元素（數組的下標0位置的數據）賦值給塔3的最上層元素
    tower_2[0]= ${$1[0]}
#      刪除參數數組（起始塔）的最上層元素
    unset ${$1[0]}
#   更新起始塔(將數組中的所有元素所有下標-1)
    update_from_tower $1
#     將元素，起始塔，目標塔當作參數傳入count_step
    count_step ${$1[0]} $1 tower_2
  
}    # ----------  end of function mv_to_tower2  ----------


mv_to_tower1 ()
{
    
    if [ ${tower_1[*]} -ne 0 ] ; then
# 若是塔中有元素則更新目標塔
        update_to_tower
    fi

#     將參數數組（起始塔）的最上層元素（數組的下標0位置的數據）賦值給塔3的最上層元素
    tower_1[0]= ${$1[0]}
#      刪除參數數組（起始塔）的最上層元素
    unset ${$1[0]}
#   更新起始塔(將數組中的所有元素所有下標-1)
    update_from_tower $1
#     將元素，起始塔，目標塔當作參數傳入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（數組）
#    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:  更新目標塔（數組）
#    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: 記錄起始塔，移動數，目標塔到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（）將三階漢諾塔從塔1移動到塔3的方法存入
#    PARAMETERS:  
#       RETURNS:  
#-------------------------------------------------------------------------------
3_level_tower_to ()
{

     level_up=(${level_up[*]} echo 'mv_to_tower3 tower_1')
#     L1從塔1移動到塔3
     level_up=(${level_up[*]} echo 'mv_to_tower2 tower_1')
#     L2從塔1移動到塔2
     level_up=(${level_up[*]} echo ' mv_to_tower2 tower_3')
#     L1從塔1移動到塔2
     level_up=(${level_up[*]} echo 'mv_to_tower3 tower_3')

#     L3從塔1移動到塔3
     level_up=(${level_up[*]} echo 'mv_to_tower1 tower_2')

#     L1從塔1移動到塔1
     level_up=(${level_up[*]} echo 'mv_to_tower3 tower_2')

#     L2從塔1移動到塔3
     level_up=(${level_up[*]} echo 'mv_to_tower3 tower_1')

#     L1從塔1移動到塔3
}# ----------  end of function 3_level_tower_to  ----------

#---  FUNCTION  ----------------------------------------------------------------
#          NAME:  3_level_tower_back
#   DESCRIPTION:   三階漢諾塔從塔3移動到塔1
#    PARAMETERS:  
#       RETURNS:  
#-------------------------------------------------------------------------------
# 3_level_tower_back ()
# {
#     mv_to_tower1 tower_3
#     L1從塔3移動到塔1
#     mv_to_tower2 tower_3
#     L2從塔3移動到塔2
#     mv_to_tower2 tower_1
#     L1從塔1移動到塔2
#     mv_to_tower1 tower_3
#     L3從塔3移動到塔1
#     mv_to_tower3 tower_2
#     L1從塔2移動到塔3
#     mv_to_tower1 tower_2
#     L2從塔2移動到塔1
#     mv_to_tower1 tower_3
#     L1從塔3移動到塔1

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

#---  FUNCTION  ----------------------------------------------------------------
#          NAME:  change_num
#   DESCRIPTION:  對換角標,例:參數 mv_to_tower1 tower3 可返回結果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:  塔的移動方法隨階數的增加自動升級，並將其存入level_up（）
#    PARAMETERS:  
#       RETURNS:  
#-------------------------------------------------------------------------------
tower_level_up ()
{   

#-------------------------------------------------------------------------------
#                   核心算法 漢諾塔學習升級
#         若是要求n階漢諾塔:應先求3階漢諾塔
#         經過三階漢諾塔爲基礎進行變換
#         例：4階漢諾塔的移動方法
#          3階漢諾塔正向移動 + 第四階移動到塔2
#         +3階漢諾塔反向移動 + 第四階移動到塔3
#         +3階漢諾塔正向移動
#         由此可知若已有4階漢諾塔的移動方法可求5階移動方法
#         因此已知3階漢諾塔可求n階漢諾塔
#         但因爲時間複雜度的提高和數據的溢出
#         不可求太高階的漢諾塔
# 
#-------------------------------------------------------------------------------
#     由於數組中存入了3階漢諾塔的正向移動方法因此無需改變
        
        
    for (( CNTR=3; CNTR<$1; CNTR+=1 )); do
#          添加步驟 將高1階的塔從塔1移動到塔2
        level_up=(${level_up[*]} echo "mv_to_tower2 tower_1"             
#         防止計算錯錯誤鎖定低階漢諾塔的正向移動方法的數組位置
        arry_end=echo "`echo ${#level_up[@]}-2 |bc`" 

        for (( i=0; i<$arry_end; i+=1 )); do
#          生成反向移動，並存入數組
            change_num ${level_up[$i]}
            
        done
#         添加步驟 將高一階的塔從塔2移動到塔3 
        level_up=(${level_up[*]} echo"mv_to_tower3 tower_2"
#         再次使用低階正向移動方法
        for (( j=0; j<$arry_end; CNTR+=1 )); do
            level_up=(${level_up[*]} `echo ${level_up[j]}`)
        done

    done


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



main ()
{:
#     輸入一個要完成的階數
#     生成數組
#     create_tower

#     傳入tower_level_up
#     得出目標方法

#     運行目標方法
#     輸出countstep內容

#     便可得到移動步驟和最終塔

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