无心人 发表于 2008-6-23 11:39:47

我倾向于使用半人工的方式搜索
首先根据假设得到首尾两个状态

然后指定中间状态,机器自动生成较好的生成序列
如果中间状态足够接近原始状态,则该生成序列应该唯一且最优化

这么作,可否逐渐得到次优化解

无心人 发表于 2008-6-23 11:42:47

另外,我还有个猜测

对每个状态都有一个镜像状态
对n为奇数,则步骤数为奇数
则除中央状态外其他状态相对中央状态对称且成镜像

同样对n为偶数,也是
但没有中央状态

mathe 发表于 2008-6-23 18:45:47

可以考虑这么一个问题,对于一个n个碟子的汉诺塔最优移动序列,如果我们从中删除所有对最小n-k个碟子的移动过程,而只保留最大k个碟子的移动过程,那么这个是不是一种k个碟子的最优移动过程呢?如果不是,是不是存在某个$n_0(k)$,使得对于一切$n>=n_0(k)$,都存在一种n个碟子的最优移动序列,使得对应最大k个碟子的移动过程都是相同的?

无心人 发表于 2008-6-23 20:03:07

你这个问题的镜像也是个问题

应该是我说的问题的精确解释

因为从1到4和从4到1呈镜像关系
我觉得考虑最大的移动过程和考虑最小的移动过程
其结果应该正好相反
但其数量关系应该等价

KeyTo9_Fans 发表于 2009-11-2 22:23:21

做广度优先搜索时,扩展出来的新状态放在队列尾端。

而已经扩展过的状态是没有必要保留的,可以直接从队列头部清除,释放空间。

但为了防止走回头路,需要保留上一步扩展到的状态。

综上所述,扩展过程只需用三个数组:last[],now[],next[]。

逐一扫描now[]数组所记录的状态,把扩展出来的状态与last[]、now[]、next[]中的状态均比较一遍,如果是新的状态,则记录到next[]里。

扫描完毕后,把数组滚动一下,即 last = now,now = next,然后继续扫描now[]数组。

对n=16做这种推进式的扩展,高峰时每个数组存储的状态数为一千多万(为了方便查找重复状态,当然是以状态的哈希值作为下标),共占用200M左右的内存,还不至于动用硬盘空间。

这种推进式的扩展没有保留扩展路径,所以只能得到最佳步数,不能得到方案。

所幸的是,n<=16的情况都通过手工操作找到了最佳步数对应的一种可行方案。

KeyTo9_Fans 发表于 2009-11-2 22:27:58

我编了一个图形界面的操作平台,把这个问题作为一个小游戏来玩了,玩家通过鼠标操作来移动盘子。

一旦完成任务,系统会自动把你的操作步骤记录下来,存到record.txt里。

每次重开此游戏,系统都会读取record.txt,载入上次的进度。

record.txt里的内容是直接用便于阅读的格式规范的明文写的,可作为玩家之间交流学习的媒介。

操作说明:

鼠标左键点击盘子再点击位置可以移动盘子。

点击右方的数据可以选择关卡。

点击鼠标右键为撤销。

用鼠标左键点击盘子以外的地方为重做。

可以移动多个盘子。

在1、4柱之间移动则用到前面的数据。

在2、4或1、3柱之间移动则为(3^m-1)步,m为要移动盘子的个数。

mathe 发表于 2009-11-3 14:19:25

做广度优先搜索时,扩展出来的新状态放在队列尾端。

而已经扩展过的状态是没有必要保留的,可以直接从队列头部清除,释放空间。

但为了防止走回头路,需要保留上一步扩展到的状态。

综上所述,扩展过程只需 ...
KeyTo9_Fans 发表于 2009-11-2 22:23 http://bbs.emath.ac.cn/images/common/back.gif
使用状态的hash值来保存,你能够保证不同状态之间不会出现冲突的hash值吗?不然会有问题的

mathe 发表于 2009-11-3 14:21:06

不过如果只有1000多万个状态,使用hash表问题应该不大。n=16的每个状态32比特数据就可以保存。

KeyTo9_Fans 发表于 2009-11-12 16:35:43

当16<n<29时,捆绑前(n-13)个盘子,即把最小的几个盘子作为一个整体。

这个整体直接在1柱和4柱上移动,移动1次的代价为f(k),k为这个整体的盘子数,f是前面已经算好的数据。

例如,n=17时,捆绑1~4盘,作为一个整体,移动代价为f(4)=34。

这样就相当于只有14个盘子了,状态数为4^14,是可以全部存下来的。

由于捆绑了4个盘子,而f(5)、f(6)、……的移动无法仅用f(4)来表示,所以移动规则要相应地修改。

除了把一个盘子移到相邻的柱子之外,还要考虑1次性把多个盘子从1柱移到4柱或移回来。

即f(4)到f(16)的移动均可直接进行。

这样,问题就变成了在含有4^14个顶点、标有长度的边的无向图中找最短路径。

由于这个图的边是有规律且很稀疏的,所以即使顶点数高达4^14,找最短路径也不成问题。

如果捆绑前(n-13)个盘子不会造成结果不优,那么1盘到28盘的移动步数分别为:

1:   3
2:    10
3:    19
4:    34
5:    57
6:    88
7:   123
8:   176
9:   253
10:   342
11:   449
12:   572
13:   749
14:   980
15:1261
16:1560
17:1903
18:2328
19:2889
20:3562
21:4377
22:5276
23:6251
24:7392
25:8779
26: 10488
27: 12469
28: 14832

当n>28时,捆绑前(n-13)个盘子会造成结果不优,于是停止寻找最短路径,手工往下推导。

仿照前28个盘子的移动方案,以相同的方式移动29盘至32盘,结果为:

29: 17497
30: 20228
31: 23377
32: 27082

以上数据和方案均可通过之前发布的操作平台的验证。

如果有人在操作平台上玩出了更优解,请回贴告知。

mathe 发表于 2009-11-13 09:12:59

不错,不过纯手工肯定是无法找到比你的更好的结果的:)
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查看完整版本: 四柱汉诺塔升级版