Collat​​z Conjecture c ++怪異輸出

Question

所以，我很無聊，決定完全隨機地做一些事情，然后我碰到了collat​​z猜想：從任何正數開始，如果是正數，則除以2。 如果是奇數，則乘以三並加一。 重復此操作時，您將排名第一。 所以我做了這段代碼：

//盧卡斯·諾克（Collasz Conjecture）

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;

int main() {
    long long n;
    cin >> n;
    cout << setw(5) << n;

    while(true){
        if(n % 2 == 0 && n != 1){
            //is even
            cout << " E" << endl;
            n /=2;
            cout << setw(5) << n;
        }
        else if(n != 1){
            //is odd
            cout << " O" << endl;
            n = n * 3 + 1;
            cout << setw(5) << n;
        }
        else break;
    }
    cout << " O" << endl << endl << "end loop";
    return 0;
}

我仍在學習c ++（我剛剛完成了sololearn課程，並且即將獲得“ C ++ for dummies all-one-one”一書），但是我認為這對我來說是一個很好的開始，並且有效。

只有一個小問題：如果我使用大數，它的確會停在一個數上，並得到奇數甚至偶數，但是...

輸入“ 1000000000000000000000000 ”時，請看輸出的第一部分：

9223372036854775807 O
9223372036854775806 E
4611686018427387903 O
-4611686018427387906 E
-2305843009213693953 O
-6917529027641081858 E
-3458764513820540929 O
8070450532247928830 E
4035225266123964415 O
-6341068275337658370 E
-3170534137668829185 O
8935141660703064062 E
4467570830351532031 O
-5044031582654955522 E
-2522015791327477761 O
-7566047373982433282 E
-3783023686991216641 O
7097673012735901694 E
3548836506367950847 O
-7800234554605699074 E

嗯，這有點奇怪，不是嗎？ （不要看換行符，它是完美堆疊的，只是在這里不顯示，因為我復制了輸出）

有人可以解釋一下為什么會發生這種情況以及如何解決嗎？

Answer 1

您已經超出了long long整數值的限制。 輸出中的第一個值被截斷為比輸入小得多，然后到達4611686018427387903它乘以3，因為它不是偶數。 那是當它溢出類型並包裝成負值時。 您需要使用BigInteger庫，例如TTMath 。

Answer 2

基本上就像其他人指出的那樣，您不檢查溢出。 但我想指出的是另一回事，您的代碼仍然無效，因為您無需檢查是否陷入無限循環，當乘法和除法序列生成相同的數字時，您的時間將永遠不會結束。

這是帶有簡單溢出檢測的正確代碼：

#include <iostream>
#include <unordered_set>

bool colatazConjecture(int n) {
    std::unordered_set<int> localComputed;
    int newN = 0;

    while (n != 1) {
        if (!localComputed.emplace(n).second) {
            throw "Cycle detected";
        }

        newN = n;
        if (n & 0x1) {
            newN = 3*n + 1;
            if (newN <= n) {
                throw std::overflow_error("Overflow for " + std::to_string(newN));
            }
        } else {
            newN >>= 1;
        }
        n = newN;
    }
}