数式で独楽する

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【ハノイの塔】ハノイの塔とは

前置き

世の中に数多あるパズルの中に、

ハノイの塔

というものがあります。
形状は、

  • 3本の杭が(一列に)立っていて、
  • 杭に大きさの異なる円盤が刺さっている

というものです。

遊び方は、

  • 一方の端の杭に全ての円盤が大きさ順に刺さっていて、
  • もう一方の端の杭に全ての円盤を移せれば完成

となります。

円盤を移すにあたって制約があります。

  • 一番上の円盤のみ、他の2本の杭に移すことができます。
  • ただし、小さい円盤の上に大きい円盤を乗せることはできません。

1手で1つの円盤を動かすものとして、何手かかるのか、見ていきましょう。
説明の都合上、杭にラベルを付けます。

  • A┅初期状態で円盤が刺さっている杭
  • B┅真ん中の杭
  • C┅移す先の杭

円盤にもラベルを付けます。

  • 上から順に1, 2,…

とします。

こんな感じです。
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どの円盤をどこに移すかを、

  • 「移した先の杭のラベル」
  • 「動かした円盤の番号」

を並べて表すことにします。
例えば、1番の円盤をCの杭に移す場合、

  • C1

と書くことにします。
将棋の棋譜の書き方を真似ました。

1段の場合

1段の場合は簡単です。

  1. C1

これだけです。1手です。

2段の場合

2段の場合を見ていきます。

  1. B1
  2. C2
  3. C1

以上です。3手です。
1の円盤をBの杭に移しているところがミソです。

3段の場合

  1. C1
  2. B2
  3. B1
  4. C3
  5. A1
  6. C2
  7. C1

で完成です。7手かかります。

4段以上の場合

書き出すと長くなるので、別の切り口から考えることにします。

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