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

324 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

58038. Утворення національної держави в Італії 123 KB
  Мета: навчити учнів встановлювати хронологічну послідовність подій; визначати причини хід та наслідки обєднання Італії; пояснювати терміни: поміркованоліберальний напрям обєднання революційний напрям обєднання; давати характеристику політичним лідерам даного періоду...
58039. Італія 104 KB
  Мета: Охарактеризувати процес розвитку Італії у повоєнні роки. Розкрити основні тенденції економічного, політичного, соціального розвитку. Показати основні проблеми, що стояли перед країною, і шляхи їх подолання.
58040. Побудова математичної моделі 120.5 KB
  Мета уроку: Сприяти формуванню практичних умінь і навичок розв’язувати задачі за допомогою рівнянь; розвивати логічне мислення; спонукати учнів до прояву творчої активності, ініціативи; розвивати вміння аналізувати, знаходити раціональні способи розв’язування задач.
58041. Підсумковий урок по темі «Чотирикутники» 220 KB
  Мета уроку: Повторити і систематизувати означення окремих видів чотирикутників і їх властивостей. Встановити зв’язок між обсягами понять. Вдосконалити в учнів уміння та навички розв’язувати задачі, використовуючи властивості чотирикутників...
58042. Особистісно орієнтоване навчання на уроках математики 116.5 KB
  Виходячи з принципів особистісно орієнтованого навчання учитель повинен дозволити учням засвоювати знання в тому темпі який визначається їхніми пізнавальним здібностями забезпечити засвоєння всіма учнями знань на рівні державних стандартів що дозволить їм продовжувати освіту або займатися трудовою діяльністю після отриманої спеціальної підготовки; дати можливість здібним учням максимально розвинути позитивні нахили і задовольнити свої пізнавльні інтереси...
58043. Узагальнена теорема Фалеса 228.5 KB
  Мета уроку: Закріпити знання учнів про зміст узагальненої теореми Фалеса а також про означення та властивості подібних трикутників; доповнити знання учнів історичними фактами з життя Фалеса та таких понять як пропорціональність відрізків та подібність фігур; удосконалювати вміння застосовувати вивчені твердження під час розвязування задач практичного змісту. Ми з вами вивчаємо одну з найцікавіших тем геометрії Узагальнена теорема Фалеса. Чому найцікавіших Тому що знання узагальненої теореми Фалеса та означення подібності трикутників і їх...
58044. Функція в основній школі 346.5 KB
  Мета: повторити, систематизувати та узагальнити знання учнів з теми «Функція в основній школі»; удосконалювати вміння та навички у застосуванні цих знань при розвязуванні вправ; розвивати логічне та асоціативне мислення...
58045. Квадратична функція і її графік 82 KB
  Мета: розглянути побудову графіка функції y=x2bxc та її властивості використовуючи графік функції y = x2 навчитись знаходити значення функції значення аргументу розвивати вміння увагу й систематизувати вивчений матеріал; розвивати графічну грамотність.
58046. Урок – игра «Бизнес». Квадратные уравнения 56 KB
  Цель: Повторить, обобщить и систематизировать знания, умения и навыки по теме « Квадратные уравнения»; Развивать: самостоятельность, творчество, инициативу, работать в заданном темпе; Воспитать: аккуратность, настойчивость и прилежания в работе...