C语言 3n+1问题

来源:互联网 发布:奥特曼玩具淘宝网 编辑:程序博客网 时间:2024/05/04 14:12

猜想:
对于任意大于1的自然数n,若n为奇数,则将n变为3n+1,否则变为n的一半。经过若干次这样的变换,一定会使n变为1。例如,3→10→5→16→8→4→2→1。输入n,输出变换的次数。n109

样例输入:
3
样例输出:
7

这道题很简单,只需要一个while循环即可解决:

#include <stdio.h>int main(){    int n, count = 0;    scanf("%d", &n);    while(n > 1)    {        if(n % 2 == 1)            n = n * 3 + 1;        else            n /= 2;        ++count;    }    printf("%d", count);    return 0;}

但是上面的代码有个问题,题目中有 n109,当输入为 987654321 时,输出为 1,结果显然是错误的。因为 987654321 时奇数,乘以 3 再加上 1 后等于 2.962962964×109,已经超过了int32类型的范围 [-2147483648,2147483647],那么可以使用long long 来替代,但是输入时需要使用%lld,或者%I64d。所以为了避免这种不确定性,可以在输入的时候使用32位整数,而计算的时候使用long long。改进后的代码如下:

#include <stdio.h>int main(){    int n2, count = 0;    scanf("%d", &n2);    long long n = n2;    while(n > 1)    {        if(n % 2 == 1)            n = n * 3 + 1;        else            n /= 2;        ++count;    }    printf("%d", count);    return 0;}

总结:当遇到输入不会超范围,而计算过程可能会超范围时,可以使用一种通用的数据类型来输入,然后使用另外一种范围更大的数据类型来计算。

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