EigeneBeispiele/HanoiVisualizer.java

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.util.Stack;

/**
 * Startpunkt der Anwendung zur Visualisierung der Türme von Hanoi.
 */
public class HanoiVisualizer {

    /**
     * Hauptmethode – startet die grafische Anwendung.
     * @param args Kommandozeilenargumente
     */
    public static void main(String[] args) {
        int n = Integer.parseInt(JOptionPane.showInputDialog("Anzahl der Scheiben:"));
        SwingUtilities.invokeLater(() -> {
            HanoiFrame frame = new HanoiFrame(n);
            frame.setVisible(true);
        });
    }
}

/**
 * JFrame-Fenster zur Darstellung der Türme von Hanoi.
 */
class HanoiFrame extends JFrame {

    private final HanoiPanel panel;

    /**
     * Konstruktor für das Hauptfenster.
     * @param numDisks Anzahl der Scheiben
     */
    public HanoiFrame(int numDisks) {
        setTitle("Türme von Hanoi - n Scheiben");
        setSize(900, 500);
        setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        setLocationRelativeTo(null);

        panel = new HanoiPanel(numDisks);
        add(panel);
        new Thread(panel::solve).start();
    }
}

/**
 * Panel zur grafischen Darstellung der Türme und Animation.
 */
class HanoiPanel extends JPanel {

    private final Stack<Integer>[] towers;
    private final int numDisks;

    /**
     * Konstruktor – initialisiert die Türme.
     * @param numDisks Anzahl der Scheiben
     */
    public HanoiPanel(int numDisks) {
        this.numDisks = numDisks;
        towers = new Stack[3];
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            towers[i] = new Stack<>();
        }
        for (int i = numDisks; i >= 1; i--) {
            towers[0].push(i);
        }
    }

    /**
     * Startet die Lösung des Hanoi-Problems.
     */
    public void solve() {
        try {
            hanoi(numDisks, 0, 2, 1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * Rekursive Methode zur Lösung des Hanoi-Problems.
     *
     * @param n Anzahl der zu bewegenden Scheiben
     * @param from Index des Quellturms (0–2)
     * @param to Index des Zielturms (0–2)
     * @param aux Index des Hilfsturms (0–2)
     */
    private void hanoi(int n, int from, int to, int aux) throws InterruptedException {
        if (n == 1) {
            moveDisk(from, to);
        } else {
            hanoi(n - 1, from, aux, to);
            moveDisk(from, to);
            hanoi(n - 1, aux, to, from);
        }
    }

    /**
     * Verschiebt eine einzelne Scheibe von einem Turm zu einem anderen.
     *
     * @param from Quell-Turm
     * @param to Ziel-Turm
     * @throws InterruptedException für Animation
     */
    private void moveDisk(int from, int to) throws InterruptedException {
        int disk = towers[from].pop();
        towers[to].push(disk);
        repaint();
        Thread.sleep(500); // Wartezeit für Animation
    }

    @Override
    protected void paintComponent(Graphics g) {
        super.paintComponent(g);
        drawTowers(g);
    }

    /**
     * Zeichnet die drei Türme und ihre jeweiligen Scheiben.
     *
     * @param g Grafikobjekt
     */
    private void drawTowers(Graphics g) {
        int width = getWidth();
        int height = getHeight();

        int towerWidth = 20;
        int towerHeight = 250;

        int baseY = height - 50;
        int[] xPositions = {
                width / 4,
                width / 2,
                3 * width / 4
        };

        // Türme zeichnen
        g.setColor(Color.DARK_GRAY);
        for (int x : xPositions) {
            g.fillRect(x - towerWidth / 2, baseY - towerHeight, towerWidth, towerHeight);
        }

        // Scheiben zeichnen
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            Stack<Integer> tower = towers[i];
            for (int j = 0; j < tower.size(); j++) {
                int disk = tower.get(j);
                int diskWidth = 30 + disk * 20;
                int diskHeight = 20;
                int x = xPositions[i] - diskWidth / 2;
                int y = baseY - (j + 1) * diskHeight;

                g.setColor(Color.getHSBColor(disk * 0.1f, 0.6f, 0.9f));
                g.fillRoundRect(x, y, diskWidth, diskHeight, 10, 10);
                g.setColor(Color.BLACK);
                g.drawRoundRect(x, y, diskWidth, diskHeight, 10, 10);
            }
        }
    }
}