Collatz序列

编写一个名为collatz()的函数,它有一个名为number的参数。如果参数是偶数,那么collatz()就打印出number//2,并返回该值。如果number是奇数,collatz()就打印并返回3*number+1。
然后编写一个函数,让用户输入一个整数,并不断对这个数调用collatz(),直到函数返回值1.
第一步:根据第一段信息,定义出collatz()函数:

def collatz(number):
    if number%2 == 0: #偶数除以2,余数为0
        return number//2
    elif number%2 
在C++中,有多种方式可以实现Collatz序列。 ### 方式一:递归实现Collatz函数 以下是一个递归实现Collatz函数的示例代码: ```cpp #include <iostream> int Collatz(int n) { if (n % 2 == 0) n /= 2; else n = 3 * n + 1; return n; } int main(int argc, char* argv[]) { if (argc < 2) return 0; int num = atoi(argv[1]); while (num != 1) { std::cout << num << ' '; num = Collatz(num); } std::cout << num << '\n'; return 0; } ``` 该代码中定义了`Collatz`函数,根据输入的数`n`是偶数还是奇数进行不同的计算,在`main`函数中通过命令行获取输入的数,不断调用`Collatz`函数并输出序列,直到序列值为1 [^2]。 ### 方式二:递归输出Collatz路径 以下是通过递归输出Collatz路径的代码: ```cpp // test.hpp void collatz_path ( int n ); void timestamp ( void ); // test.cpp #include <cstdlib> #include <iostream> #include <iomanip> #include <ctime> using namespace std; #include "test.hpp" //****************************************************************************80 void collatz_path ( int n ) { cout << " " << n << "\n"; if ( n == 1 ) { } else if ( n % 2 == 0 ) { collatz_path ( n / 2 ); } else { collatz_path ( 3 * n + 1 ); } return; } //****************************************************************************80 void timestamp ( ) { # define TIME_SIZE 40 static char time_buffer[TIME_SIZE]; const struct std::tm *tm_ptr; std::time_t now; now = std::time ( NULL ); tm_ptr = std::localtime ( &now ); std::strftime ( time_buffer, TIME_SIZE, "%d %B %Y %I:%M:%S %p", tm_ptr ); std::cout << time_buffer << "\n"; return; # undef TIME_SIZE } ``` 在这个实现中,`collatz_path`函数通过递归的方式输出从输入数开始的Collatz序列,直到序列值为1 [^3]。 ### 方式三:暴力求解最长Collatz序列 以下是暴力求解最长Collatz序列的代码: ```cpp #include<bits/stdc++.h> using namespace std; typedef long long ll; ll Q(ll n) { ll c=0; while(n>1) { if(n&1) n=3*n+1; else n=n/2; c++; } return c+1; } int main() { ll m=0,ma=0; for(ll i=1;i<1000000;i++) { ll c=Q(i); if(c>m) { m=c; ma=i; } } cout<<ma<<endl; return 0; } ``` 此代码通过`Q`函数计算每个数的Collatz序列长度,在`main`函数中遍历1到1000000的数,找出最长Collatz序列对应的起始数 [^4]。 ### 方式四:计算指定范围内的Collatz序列项数 以下是计算指定范围内的Collatz序列项数的代码: ```cpp #include <iostream> #include <cstring> using namespace std; int nums[1024]; int main() { memset(nums,0,sizeof(nums)); long c=0,a,l,term,n; while(cin >> a >> l && a!=-1 && l!=-1) { c++; n=a; term = 0; while(a!=1) { nums[term]=a; term++; if(a%2==0) { a /= 2; } else { a = 3*a+1; } if(a > l) { term--; break; } } if(n!=1) term++; cout << "Case " << c << ": A = " << n << ", limit = " << l << ", number of terms = " << term << endl; } return 0; } ``` 该代码从输入中获取起始数`a`和限制值`l`,计算从`a`开始的Collatz序列,当序列值超过`l`时停止计算,并输出序列的项数 [^5]。
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