703

Реализация модели Ханойские башни

Курсовая

Информатика, кибернетика и программирование

Разработать программу на языке C#, реализующую модель игры Ханойские башни. В данной курсовой работе спроектирована и разработана программа на языке C#, которая на основе запрошенных у пользователя входных данных моделирует Ханойские башни или позволяет разложить их вручную.

Русский

2013-01-06

56.5 KB

317 чел.

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования московской области

Международный Университет

природы, общества и человека «Дубна»

Курсовая работа по предмету

программирование на языке высокого уровня на тему:

«Реализация модели «Ханойские башни»»

Выполнила:

студентка гр.1012

Гаджиева Д.А.

Руководители:

ст. преп.

Мельникова О. И.,

Иванцова О. В.

Дубна, 2012


Оглавление

Оглавление

Введение

Цель и задачи работы

Входные параметры

Описание работы

Интерфейс и структура программы

Блок-схема основной части программы

Описание наиболее интересной части программы

Заключение

Список литературы

 


Введение

В настоящее время ни один человек не может представить себе жизни без компьютера, его влияние  достигло очень больших масштабов. Мы можем заметить, что ни в одной области не обходится без «железного друга», который в несколько раз увеличивает производительность труда. Но компьютер проник не только в рабочую сферу. Сейчас в каждом доме, каждый ребенок и взрослый использует это техническое средство.

В наше время многие любят играть в компьютерные игры. Даже взрослые люди порой не прочь отдохнуть, разложив пасьянс или задумавшись над головоломкой. Далеко ходить не нужно. Но ведь мало кто задумывается, как  пишутся модели этих игр? В данной курсовой работе рассматривается реализация алгоритма «Ханойские башни».

Задача состоит в том, чтобы перенести пирамиду из n-го числа колец за наименьшее число ходов. За один раз разрешается переносить только одно кольцо, причём нельзя класть большее кольцо на меньшее.

Легенда

В одном из буддийских монастырей монахи уже тысячу лет занимаются перекладыванием колец. Они располагаются тремя пирамидами, на которых надеты кольца разных размеров. В начальном состоянии 64 кольца были надеты на первую пирамиду и упорядочены по размеру. Монахи должны переложить все кольца с первой пирамиды на вторую, выполняя единственное условие – кольцо нельзя положить на кольцо меньшего размера. При перекладывании можно использовать все три пирамиды. Монахи перекладывают одно кольцо за одну секунду. Как только они закончат свою работу, наступит конец света. Количество перекладываний в зависимости от количества колец вычисляется по формуле 2n-1. Для 64 колец это 18 446 744 073 709 551 615 перекладываний, и, если учесть скорость одно перекладывание в секунду, получится около 584 942 417 355 лет, то есть апокалипсис наступит нескоро.

На самом деле эту известную игру придумал французский математик Эдуард Люка, в 1883 году её продавали как забавную игрушку. Первоначально она называлась «Профессор Клаус из Колледжа Ли-Су-Стьян», но вскоре обнаружилось, что таинственный профессор из несуществующего колледжа — не более чем анаграмма фамилии изобретателя игры — профессора Люка из колледжа Сен-Луи.

Цель и задачи работы

Разработать программу на языке C#, реализующую модель игры «Ханойские башни». То есть мы имеем n колец, в нашем случае от 1 до 9, которые мы должны переместить с одной башни на другую, в том же порядке, как они заданы изначально.

При работе с этой программой пользователь должен иметь возможность:

  •  Выбирать число колец.
  •  Выбирать скорость перемещения колец
  •  Получить справочные материалы по данной программе.

Программа должна отвечать следующим требованиям:

  •  Иметь интерфейс, который во многом упрощает работу пользователю.
  •  Корректно работать при нескольких запусках.
  •  Иметь справочные материалы.
  •  Иметь достойное дизайнерское оформление.

Входные параметры

В качестве параметров, задаваемых пользователем, выбраны количество, цвет и скорость перемещения колец.


Описание работы

Интерфейс и структура программы

При запуске программы, на экране появляется окно «приветствие» (см. Приложение, рис.1),  которое другими словами можно назвать «титульным листом», на котором указана тема курсовой работы и имя автора. После нажатия кнопки «Начать» открывается основное окно программы (Приложение, рис.2). На этом окне присутствует 5 кнопок, поле для вывода количества колец и башня с изначальным количеством колец.

Действия, выполняемые при нажатии кнопок:

«Нарисовать» — рисует башенку с указанным количеством колец.

«Решить» — Самым оптимальным способом перекладывает кольца башни.

«Стоп» — Останавливает процесс перекладывания колец, после чего пользователь может продолжить вручную.

«Быстрее»/«Медленнее» — Увеличивает/уменьшает скорость перемещения колец.

Так же пользователь может посмотреть более подробную информацию о приложении в меню «Описание» и «Легенда» и выбрать цвета колец башни.

Ход игры:

  1.  Пользователем выбирается количество колец от 1 до 9.
  2.  Далее нажимается кнопка «Нарисовать», вследствие чего появятся кольца.
  3.  Пользователь может вручную попытаться переложить кольца или нажать кнопку «Решить», что бы это сделал компьютер.
  4.  После того как кольца будут перемещены, можно сравнить оптимальное количество перемещений с полученным.


Блок-схема основной части программы

Блок-схема основной части программы представлена на рис.1.

  1.  

Рис.1.Блок-схема основной части программы


Описание наиболее интересной части программы

На мой взгляд, самой интересной частью программы, является описание самого перемещения, то есть хода игры. На нечетном шаге мы всегда перемещаем верхний круг: с 1-ой башни на 3-ю, со 2-ой на 1-ю или с 3-ей на вторую. На четном шаге мы находим номер кольца, которое нужно передвинуть и перемещаем его на единственную доступную башню.  

Метод выбран рекурсивный.

Рекурсия — метод определения класса объектов или методов предварительным заданием одного или нескольких (обычно простых) его базовых случаев или методов, а затем заданием на их основе правила построения определяемого класса, ссылающегося прямо или косвенно на эти базовые случаи.

Другими словами, рекурсия — способ общего определения объекта или действия через себя, с использованием ранее заданных частных определений. Рекурсия используется, когда можно выделить самоподобие задачи.


Заключение

В данной курсовой работе спроектирована и разработана программа на языке C#, которая на основе запрошенных у пользователя входных данных моделирует «Ханойские башни» или позволяет разложить их вручную. Программа обладает достаточно устойчивой защитой от ввода некорректных данных, удобным интерфейсом для работы пользователей и справочными материалами.

Данная программа может быть использована в качестве примера по моделированию объектов и процессов в C#, или в качестве игры.


Список литературы

  1.  Шилдт Г. C# Учебный курс. — СПб.: Питер. 2002.
  2.  Лабор В. В. Си шарп: Создание приложений для Windows. — Минск: Харвест. 2003.
  3.  Шилдт Г. Полный справочник по C#. — М.: Вильямс. 2004.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

39950. Виды военной связи 15.66 KB
  При использовании соответствующей оконечной аппаратуры по каналам радио радиорелейных тропосферных спутниковых проводных кабельных линий связи обеспечиваются следующие виды связи: телефонная связь телеграфная связь факсимильная связь передача данных видеотелефонная связь телевизионная связь. Телефонная связь это вид электросвязи обеспечивающий передачу прием речевой информации переговоры должностным лицам органов управления. Телефонная связь создает условия близкие к личному общению поэтому является наиболее удобной в...
39952. Скачки уплотнения 218 KB
  Кинематические соотношения для косого скачка. Волновое сопротивление косого скачка. Интенсивность косого скачка. В связи с этим ударные волны называются скачками уплотнения.
39953. Течение газа в соплах 182.5 KB
  В рамках этой модели течения невязкий газ и пограничный слой при отсутствии отрыва потока представляется возможным с достаточной точностью определить оптимальное сопло для заданных конструктивных условий габариты масса тяга. Основные недостатки сопел Лаваля связанные с их большой длинной массой и низкой эффективностью при перерасширении потока становятся особенно ощутимыми при больших степенях расширения сопла в этом случае размеры и масса сопла могут быть на порядок больше размеров и массы камеры сгорания а потери тяги...
39954. Одномерные течения несжимаемой жидкости. Ламинарное и турбулентное течения 344.5 KB
  При увеличении скорости воды картина изменялась струйка красителя сначала приобретала синусоидальную форму а дальнейшее увеличение скорости приводило к ее размыву что свидетельствовало о беспорядочном движении. Рейнольдс предположил что увеличение скорости потока приводит к возникновению какихто возмущений дестабилизирующих его структуру. Ускорение есть изменение скорости в единицу времени = u t. Одномерными называются течения в которых основные параметры потока зависят лишь от одной координаты направление которой совпадает с...
39955. Основы теории пограничного слоя 73.5 KB
  Основы теории пограничного слоя. Понятие пограничного слоя 8. Толщина пограничного слоя 8. Отрыв пограничного слоя.
39956. Основы теории подобия 362.5 KB
  Основы теории подобия План. На эти вопросы и отвечает теория подобия являющаяся основой современного физического эксперимента. В общем случае различают три вида подобия: геометрическое кинематическое и динамическое. Для площадей S и объемов V ; Применительно к физическим явлениям элементарные представления геометрического подобия расширяются и распространяются на все величины характеризующие данный процесс.
39957. Газодинамика как раздел механики сплошных сред 907.5 KB
  Краткий очерк развития механики жидкости и газа. Математический аппарат используемый в механике жидкости и газа [1. Газодинамика как раздел механики сплошных сред Многие машины и аппараты созданные к настоящему времени характеризуются перемещением газа или жидкости внутри их или перемещением самого аппарата в среде газа или жидкости. Целью курса Газодинамика является изучение явлений протекающих в газе и жидкости и закономерностей которым эти явления подчиняются.
39958. УРАВНЕНИЯ ГАЗОВОЙ ДИНАМИКИ ДЛЯ ЕДИНИЧНОЙ СТРУЙКИ 401.5 KB
  Предельная скорость движения газа. Уравнение неразрывности Выведем основные уравнения газовой динамики для элементарной струйки газа поперечные размеры которой настолько малы что в каждом ее сечении можно считать постоянными все основные параметры потока: скорость давление температуру и плотность газа. Чтобы получить уравнение неразрывности рассмотрим стационарное установившееся движение элементарной струйки газа рис. Элементарная струйка Рассмотрим некоторый участок струйки между двумя нормальными к поверхности тока сечениями 1 и...