用链表解决特殊的3n+1问题

本文探讨了卡拉兹猜想验证中的关键数寻找方法,并使用链表数据结构来避免重复计算,介绍了完整的C语言实现过程及调试经验。

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题目地址:https://www.patest.cn/contests/pat-b-practise/1005

卡拉兹(Callatz)猜想已经在1001中给出了描述。在这个题目里,情况稍微有些复杂。

当我们验证卡拉兹猜想的时候,为了避免重复计算,可以记录下递推过程中遇到的每一个数。例如对n=3进行验证的时候,我们需要计算3、5、8、4、2、1,则当我们对n=5、8、4、2进行验证的时候,就可以直接判定卡拉兹猜想的真伪,而不需要重复计算,因为这4个数已经在验证3的时候遇到过了,我们称5、8、4、2是被3“覆盖”的数。我们称一个数列中的某个数n为“关键数”,如果n不能被数列中的其他数字所覆盖。

现在给定一系列待验证的数字,我们只需要验证其中的几个关键数,就可以不必再重复验证余下的数字。你的任务就是找出这些关键数字,并按从大到小的顺序输出它们。

输入格式:每个测试输入包含1个测试用例,第1行给出一个正整数K(<100),第2行给出K个互不相同的待验证的正整数n(1<n<=100)的值,数字间用空格隔开。

输出格式:每个测试用例的输出占一行,按从大到小的顺序输出关键数字。数字间用1个空格隔开,但一行中最后一个数字后没有空格。

输入样例:
6
3 5 6 7 8 11
输出样例:
7 6
我的思想:用链表解决,因为我觉得链表相对于矩阵对元素的删除的操作方便一点,我先定义一个链表,将输入的元素都存入链表中,然后依次对链表中的每一个结点进行判断,将里面的数据做3n+1的操作,然后将所得到的数与链表的头结点传到删除函数中,将链表遍历,如果找到相同的数值,则删除这个结点,如果没有找到就继续进行3n+1操作,直到其值为1退出循环,然后进入下一个结点,最后当循环到链表的结尾时,链表中的结点的数据就是要输出的值,然后我是将这些数据放入一个一维矩阵中,通过选择排序法对矩阵元素进行排序,最后输出矩阵即可。
期间遇到一个问题就是,在删除函数中没有判断找不到相同的数据时的情况,所以一直处在链表的死循环遍历中,
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
typedef struct Node {
	int data;
	struct Node *next;
}Node, *LinkList;
void InitNode(LinkList p) {
	p->next = NULL;
}
void CreateFromNode(LinkList p,int n) {  //*p是带头结点的空链表的表头指针,通过键盘输入元素值 
	LinkList r,s;
	int x;
	r = p;  //*r指针动态指向链表的结尾 
	for (int i = 0; i < n; i++) {
		scanf ("%d",&x);
		s = (LinkList) malloc (sizeof (Node));
		s->data = x;
		r->next = s;
		r = s;
		r->next = NULL;
	}
}
int DeNode(LinkList p,int x) {
	LinkList pre,r;
	pre = p;
	while (pre->next != NULL&&(pre->next)->data != x)
		pre = pre->next;
	if (! (pre->next)) {
		return 0;
	}
	r = pre->next;
	pre->next = r->next;
	free(r);
	return 0;
}
void GetNode(LinkList p) {
	LinkList r;
	int x;
	r = p->next;
	while (r != NULL) {
		x = r->data;
		while (x != 1) {
			if (x%2 == 0) {
				x = x/2;
				DeNode(p,x);
			}
			else {
				x = (3*x+1)/2;
				DeNode(p,x);
			}
		}
		r = r->next;
	}
}
void PrintfNode(LinkList p) {
	LinkList r;
	int a[100];
	int count = 0;
	int i,j,temp;
	r = p->next;
	while (r != NULL) {
		a[count++] = r->data;
		r = r->next;
	}
	for (i = 1; i <= count-1; i++) {
		for (j = 0; j < count-1; j++) {
			if (a[j] < a[j+1]) {
				temp = a[j];
				a[j] = a[j+1];
				a[j+1] = temp;
			}
		}
	}
	for (i = 0; i < count; i++) {
		if (i == 0) printf ("%d",a[i]);
		else printf (" %d",a[i]);
	}
}
int main () {
	int n;
	LinkList p;
	scanf ("%d",&n);
	p = (LinkList )malloc (sizeof (Node));
	InitNode(p);
	CreateFromNode(p,n);
	GetNode(p);
	PrintfNode(p);
	return 0;
}



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