7-31 掉入陷阱的数字（15 分）

7-31 掉入陷阱的数字（15 分）

对任意一个自然数$N_0$，先将其各位数字相加求和，再将其和乘以3后加上1，变成一个新自然数$N_1$；然后对$N_1$重复这种操作，可以产生新自然数$N_2$；……多次重复这种操作，运算结果最终会得到一个固定不变的数$N_k$，就像掉入一个数字“陷阱”。

本题要求对输入的自然数，给出其掉入“陷阱”的过程。

输入格式:

在一行内给出一个自然数$N_0$（$N_0$<30000）。

输出格式:

对于输入的$N_0$，逐行输出其掉入陷阱的步骤。第$i$行描述$N$掉入陷阱的第$i$步，格式为： $i:N_i（i\geq1）$。当某一步得到的自然数结果$N_k(k\geq1)$与上一步$N_k−1$相同时，停止输出。

输入样例:

5

输出样例:

1:16
2:22
3:13
4:13

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#include <stdio.h>

int calculate(int n) {
    int result, sum = 0;

    while (n) {
        sum += n % 10;
        n /= 10;
    }
    result = 3 * sum + 1;

    return result;
}

int main(void) {
    int num, i, result, temp;

    scanf("%d", &num);
    temp = num;
    for (i = 1;; i++) {
        result = calculate(temp);
        printf("%d:%d\n", i, result);
        if (temp == result) {
            break;
        }
        temp = result;
    }

    return 0;
}