如何在 C 中的 Collat​​z 猜想程序中減少數字

Question

目前我正在用 C 語言實現 Collat​​z 猜想問題。 我能夠打印特定數字的系列。 例如，如果數字是25那么系列就像25 76 38 19 58 29 88 44 22 11 34 17 52 26 13 40 20 10 5 16 8 4 2 1 = 24 。 24是系列中的元素數。 現在我想打印系列數直到1 。 像25,24,...到1 。

這是我嘗試過的：

#include <stdio.h>

int main() {
    long x, a = 0;

    printf("Enter the value of X:");
    scanf("%lu", &x);
    printf("%ld ", x);

    for (i = x * x; i >= 1; i--) {
        if (x % 2 == 0) {
            x = x / 2;
            printf("%lu ", x);
            if (x == 1) {
                break;
            }
        } else {
            x = (3 * x) + 1;
            printf("%lu ", x);
            if (x == 1) {
                break;
            }
        }   
        a++;
    }
    printf(" = %lu\n", a + 2);
    return 0;
}

請幫我解決這個問題。

Answer 1

一個好主意是為函數中的 1 個元素使用 Collat​​z 函數。 此函數將采用元素的參數，例如 25，然后打印 25 的 collat​​z 系列。

然后，您可以圍繞該函數運行一個循環，使用參數 24、23、22 等調用它。這將為所有這些數字提供 collat​​z 系列。

我沒有給出代碼，因為你應該自己嘗試一下。

Answer 2

您應該添加一個額外的循環來從x向下迭代到1 。

請注意，您的代碼對於值1無法正常工作，並且不會計算正確位置的輸出數量，從而導致令人驚訝的+ 2最終調整。

將代碼移動到單獨的函數會提高可讀性。

您的保護循環沒有意義：在x * x迭代后停止假設x * x在unsigned long的范圍內，該范圍可能非常低（ x < 65536在 Windows 上）。 較大的值可能會給出不正確的結果。 只需刪除保護測試就可以簡化代碼，如果我們假設Collat​​z 猜想為真（它已經針對所有起始值進行了測試，直到 2 ⁶⁰ ）任何產生無限循環的反例都會受到歡迎。

這是一個簡化和擴展的版本：

#include <stdio.h>

int main(void) {
    unsigned long xx, x, a;

    printf("Enter the value of X: ");
    if (scanf("%lu", &xx) != 1)
        return 1;

    for (; xx >= 1; xx--) {
        x = xx;
        a = 0;
        for (;;) {
            printf("%lu ", x);
            a++;
            if (x == 1)
                break;
            if (x % 2 == 0) {
                x = x / 2;
            } else {
                x = (3 * x) + 1;
            }
        }
        printf("= %lu\n", a);
    }
    return 0;
}