九连环
[摘 要]本文简单介绍了中国传统的智力游戏--九连环,分析的其中的规律,给出了解决问题
的算法。
[关键词]九连环、N连环、递归、拆解、安装
一、九连环简介
九连环游戏是中国人自己发明的，它的历史非常悠久，据说是起源于战国时期。
九连环主要是由一个框架和九个圆环组成：每个圆环上连有一个直杆，而这个直杆则在
后面一个圆环内穿过，九个直杆的另一端用一块木板或圆环相对固定。
二、九连环的规律
通过玩九连环你就会发现存在这样一个规律：
（1）第 1 环可以自由上下
（2）而上/下第 n 环时（n>1),则必须满足：
（a）第 n-1 个环在架上
（b）前 n-2 个环全部在架下
三、拆解/安装的过程
正确的拆解是先以第 9 环为目标，先拆下它，简化为拆一个 8 连环。接着再也第 8 环
为目标，拆下它，简化为拆一个 7 连环。以此类推，直至全部拆解。
其实安装和拆解是一个道理，因为他们均是使用上面说的规律来完成的。
正确是安装也是先以第 9 环为目标，先装上它，简化为装一个 8 连环。接着再也第 8
环为目标，装上它，简化为装一个 7 连环。以此类推，直至全部安装。
当然，现在这么说是便于理解，当你深刻的理解了上面所说的规律后，就会发现，安装
上第 9 环后，问题可以被简化为装一个 7 连环，而当装上第 7 环后，问题就被简化为装一
个 5 连环了，呵呵，就是这样的，不知道你现在是否明白我的意思……
四、一个猜想
仔细观察九连环的结构、思考九连环的规律及拆解/安装的过程，你是不是有一种感觉：
九连环跟递归一定有联系。你看，递归的基本思想是把一个大的问题分解为一个规模较小的问
题，从这些较小问题的解，构造出大问题的解，而这些规模较小的问题，用同样的方法分解成
更小的问题，从更小问题的解，构造出较小的问题，一层层下去，一般最后总是可以分解到可
以直接求解的小问题。嘿嘿，九连环的拆解/安装多么的符合这个规律啊……^_^
五、算法实现
以下是算法实现，程序写的很简洁，省略了很多功能的实现，比如计数等，如果你觉得
有必要的话，可以自行添加上去，我相信很容易，并不要很多的改动。
The C Code Here:
void UpRing(); /*加上函数说明，否则编译将会出一点小错误*/
void DownRing(int n) /*下环的逻辑就体现在这里*/
{
if(n>2) DownRing(n-2);
printf("下第%d环\n",n);
if(n>2) UpRing(n-2);
if(n>1) DownRing(n-1);
}
void UpRing(int n) /*上环的逻辑则体现在这里*/
{
if(n>1) UpRing(n-1);
if(n>2) DownRing(n-2);
printf("上第%d环\n",n);
if(n>2) UpRing(n-2);
}
void main() /*简洁的主函数*/
{
printf("拆解\n");
DownRing(9);
printf("安装\n");
UpRing(9);
printf("结束\n");
}
九连环的拆解原理
解开九连环共需要256步，只要上或下一个环，就算一步，不是在框架上滑动。希望大家能够通过独立思考，解决这个问题。九连环的解下和套上是一对逆过程。
九连环的每个环互相制约，只有第一环能够自由上下。要想下/上第n个环，就必须满足两个条件，第一个环除外。一、第n-1个环在架上；二、第n-1个环前面的环全部不在架上。玩九连环就是要努力满足上面的两个条件。解下九连环本质上要从后面的环开始下，而先下前面的环，是为了下后面的环，前面的环还要装上，不算是真正地取下来。
要想解下第九环，必须满足以下两个条件：第九环在架上；而第一～八环全部不在架上。在初始状态，前者是满足的，现在要满足后者。照这样推理，就要下第七八环，一直推出要下第一环，而不是下第二环。先下第二环是偶数连环的解法。上下第二环后就要上下第一环，所以在实际操作中就同时上下第一、二环，这是两步。
九连环在任何正常状态时，都只有两条路可走：上某环和下某环，别的环动不了。其中一条路是刚才走过来的，不能重复走，否则就弄回去了。这样，就会迫使连环者去走正确的道路。而很多人由于不熟悉，常走回头路，解不了九连环。首次解九连环要多思考，三个环上下的动作要练熟，记住上中有下，下中有上。熟练后会有更深刻的理解，不需要推理了。
最难的九连环的形式是只有9环在上，需512步全解下。
具体拆解方法：
把框架和九个圆环分开，如左手持框架柄，右手握环，从右到左编号为1－9将环套入框架为“上”，取出为“下”。
九连环拆解共341步：
下9:
下1(结果98765432在上):下1
下3(结果987654在上):下3上1下12
下5(结果9876在上):下5上12下1上3上1下12下4上12下1下3上1下12
下7(结果98在上):下7上12下1上3上1下12上4上12下1下3上1下12上5上12下1上3上1下12下4上12下1下3上1下12下6上12下1上3上1下12上4上12下1下3上1下12下5上12下1上3上1下12下4上12下1下3上1下12
下9(结果8在上):下9；
九连环的解法下8:
上2(结果82在上):上12下1
上3(结果83在上):上3上1下12
上4(结果84在上):上4上12下1下3上1下12
上5(结果85在上):上5上12下1上3上1下12下4上12下1下3上1下12
上6(结果86在上):上6上12下1上3上1下12上4上12下1下3上1下12下5上12下1上3上1下12下4上12下1下3上1下12
上7(结果87在上):上7上12下1上3上1下12上4上12下1下3上1下12上5上12下1上3上1下12下4上12下1下3上1下12下6上12下1上3上1下12上4上12下1下3上1下12下5上12下1上3上1下12下4上12下1下3上1下12
下8(结果7在上):下8；
下7:
上2(结果72在上):上12下1
上3(结果73在上):上3上1下12
上4(结果74在上):上4上12下1下3上1下12
上5(结果75在上):上5上12下1上3上1下12下4上12下1下3上1下12
上6(结果76在上):上6上12下1上3上1下12上4上12下1下3上1下12下5上12下1上3上1下12下4上12下1下3上1下12
下7(结果6在上):下7；
下6:
上2(结果62在上):上12下1
上3(结果63在上):上3上1下12
上4(结果64在上):上4上12下1下3上1下12
上5(结果65在上):上5上12下1上3上1下12下4上12下1下3上1下12
下6(结果5在上):下6；
下5:
上2(结果52在上):上12下1
上3(结果53在上):上3上1下12
上4(结果54在上):上4上12下1下3上1下12
下5(结果4在上):下5；
下4:
上2(结果42在上):上12下1
上3(结果43在上):上3上1下12
下4(结果3在上):下4；
下3:
上2(结果32在上):上12下1
下3(结果2在上):下3；
下12:
下12(结果拆解完成):上1下12。
九连环安装共341步：
上98:
上2(结果2在上):上12下1
上3(结果3在上):上3上1下12
上4(结果4在上):上4上12下1下3上1下12
上5(结果5在上):上5上12下1上3上1下12下4上12下1下3上1下12
上6(结果6在上):上6上12下1上3上1下12上4上12下1下3上1下12下5上12下1上3上1下12下4上12下1下3上1下12
上7(结果7在上):上7上12下1上3上1下12上4上12下1下3上1下12上5上12下1上3上1下12下4上12下1下3上1下12下6上12下1上3上1下12上4上12下1下3上1下12下5上12下1上3上1下12下4上12下1下3上1下12
上8(结果8在上):上8上12下1上3上1下12上4上12下1下3上1下12上5上12下1上3上1下12下4上12下1下3上1下12上6上12下1上3上1下12上4上12下1下3上1下12下5上12下1上3上1下12下4上12下1下3上1下12下7上12下1上3上1下12上4上12下1下3上1下12上5上12下1上3上1下12下4上12下1下3上1下12下6上12下1上3上1下12上4上12下1下3上1下12下5上12下1上3上1下12下4上12下1下3上1下12
上9(结果98在上):上9
上76:
九连环的解法上2(结果982在上):上12下1
上3(结果983在上):上3上1下12
上4(结果984在上):上上4上12下1下3上1下12
上5(结果985在上):上5上12下1上3上1下12下4上12下1下3上1下12
上6(结果986在上):上6上12下1上3上1下12上4上12下1下3上1下12下5上12下1上3上1下12下4上12下1下3上1下12
上7(结果9876在上):上7
上54:
上2(结果98762在上):上12下1
上3(结果98763在上):上3上1下12
上4(结果98764在上):上4上12下1下3上1下12
上5(结果987654在上):上5
上32:
上2(结果9876542在上):上12下1
上3(结果9876532在上):上3
上1:
上1(结果安装完成):上1。
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