#B4579. [GESP202609 四级] 新汉诺塔

[GESP202609 四级] 新汉诺塔

题目描述

汉诺塔问题是最经典的递推问题之一:

有三个可以放圆盘柱子,编号为 AABBCC

开始时柱子 AA 上套着 nn 个圆盘,它们从上到下按照从小到大的顺序排列。

我们的任务是要把这 nn 个圆盘移到柱子 CC 上,并保持它们的原有顺序不变。

在移动圆盘的过程中,需要遵守以下规则:

  1. 圆盘只能从一根柱子顶部拿出,从另一根柱子顶部放入。
  2. 每次只能移动一个圆盘。
  3. 小圆盘必须时刻位于大圆盘之上。

小杨在学习了汉诺塔问题后,决定添加一个新规则:

  1. 每一次移动,圆盘只能从 AA 移动到 BB,从 BB 移动到 CC,或者从 CC 移动到 AA;其它移动是不允许的。

在新规则下,给定圆盘数量 nn,试问最少移动步数是多少?

输入格式

输入一个正整数 nn,表示圆盘的数量。

输出格式

输出一个整数,表示在新规则下将 nn 个圆盘从 AA 移动到 CC 所需的最少移动步数。

输入输出样例 #1

输入 #1

2

输出 #1

7

输入输出样例 #2

输入 #2

3

输出 #2

21

说明/提示

样例解释 1

以下步骤是最佳的(编号为 1 的是小盘,为 2 的是大盘):

  1. 将 1 从 AA 移动到 BB
  2. 将 1 从 BB 移动到 CC
  3. 将 2 从 AA 移动到 BB
  4. 将 1 从 CC 移动到 AA
  5. 将 2 从 BB 移动到 CC
  6. 将 1 从 AA 移动到 BB
  7. 将 1 从 BB 移动到 CC

可以证明没有更少步骤可以完成这个任务。

数据范围

对于所有数据,n20n \le 20