在Java中搜索Collatz序列中的最长链，循环不终止答案

【问题标题】：Searching longest chain in Collatz sequence in Java, loop not terminating在Java中搜索Collatz序列中的最长链，循环不终止
【发布时间】：2016-05-01 07:43:52
【问题描述】：

我想应用 Collatz 序列并将其应用于从 1 到 10^6 的所有数字，并返回具有达到 1 所需的最大链的数字。但是，我的循环似乎没有终止Eclipse，我不知道为什么，我什至无法在控制台中显示我的所有打印，尽管我希望每一步都显示出来。

collatz 序列由以下规则计算：

如果n是奇数，下一个数是n/2
如果n是偶数，下一个数是3n + 1

这是我目前所拥有的：

public static long collatz() {

    long res = 0;
    long n = 1;
    long count = 0;
    long largestCount = 0;
    long t = 0;

    for (long k = 1; k <= 20; k++) {

        n = k;

        while (n != 1) {

            if ((n % 2) == 0) {
                n = n / 2;
                count = count + 1;
            }

            else {
                n = (3 * n) + 1;
                count = count + 1;

            }

            if (count > largestCount) {
                largestCount = count;
                res = k;
            }
        }
    }

    System.out.println(res);
    return res;

}

【问题讨论】：

你等得够久了吗？我将k <= 1000000 更改为k <= 20，这个程序退出了。
这应该正常执行。您正在打印一堆东西的事实导致延迟
根据this simulation，打印将是 264,868,848 行 + 1（“结果：”行）。为什么要这么多行？
感谢您的回答。我删除了打印并将 k 更改为 k

标签： java collatz

【解决方案1】：

您的代码应该可以正常运行。虽然它不是工作代码。您正在检查条件以查看当前 count 是否大于当前 largest count inside while 循环，这实际上没有意义，因为您需要获取 collatz 的长度序列，然后将其与当前最大值进行比较。除此之外，您的代码很好。 :)

这是我写的，如果你有兴趣的话。

final int number = 1000000;

long sequenceLength = 0;
long startingNumber = 0;
long sequence;

for (int i = 2; i <= number; i++) {
    int length = 1;
    sequence = i;
    while (sequence != 1) {
        if ((sequence % 2) == 0) {
            sequence = sequence / 2;
        } else {
            sequence = sequence * 3 + 1;
        }
        length++;
    }

    //Check if sequence is the best solution
    if (length > sequenceLength) {
        sequenceLength = length;
        startingNumber = i;
    }
}
System.out.println(startingNumber);

【讨论】：

谢谢你的回答，但你能解释一下你的代码的不同之处吗？对我来说它看起来一样，除了我的指纹。
@CatTran 当然！您正在检查条件以查看当前 count 是否大于当前最大计数 inside while 循环，这实际上没有意义，因为您需要获取 collatz 序列的长度然后，检查它的大小。否则，您的代码很好。 :)
@CatTran 如果您的问题得到解决或接近解决方案，您可以接受/支持答案，那就太好了。来自here，“接受答案很重要，因为它既奖励海报解决您的问题，又通知其他人您的问题已解决。”
好吧，我明白了。再次感谢你。很抱歉没有接受，这是我在 stackoverflow 上的第一篇文章。

【解决方案2】：

它会运行，但总是会打印最后测试的数字，因为您没有重置 count。

我还将 count 值的增量移出 if/else 语句，因为增量不依赖于 n 的值。

我已经在 while 循环之后移动了 largestCount 的更新。

public static long collatz() {

    long res = 0;
    long n = 1;
    long count = 0;
    long largestCount = 0;
    long t = 0;

    for (long k = 1; k <= 20; k++) {

        n = k;
        count = 0; // start every sequence with count = 0

        while (n != 1) {

            if ((n % 2) == 0) {
                n = n / 2;
            }
            else {
                n = (3 * n) + 1;
            }
            count = count + 1;
        }
        if (count > largestCount) {
            largestCount = count;
            res = k;
        }
    }

    System.out.println(res);
    return res;
}

【讨论】：

【解决方案3】：

如果你阅读了我的解决方案，你会看到为一堆代码行应该做的事情编写 cmets 是如何非常有用的，并且使代码自我记录..

Try Online

public static long collatz(int maxN)
{
    long res = 0, n = 1, count = 0, largestCount = 0, t = 0;

    // for K in [1, max-N]
    for (long k = 1; k <= maxN; k++)
    {
        // reset count to zero
        n = k; count = 0;

        // count how many steps to get to 1
        while (n != 1)
        {
            // n = collatz(n)
            n = (n%2==0 ? n/2 : (3*n)+1);

            count++; // count the step
        }

        // check for maximum count
        if (count > largestCount)
        {
            largestCount = count;
            res = k;
        }
    }

    return res; // return maximum solution
}

【讨论】：

【解决方案4】：

在 C# 或 Visual basic 中使用 Biginteger 而不是 Long

例如http://herbert-helling.de/VB_Tests/

【讨论】：