蓝桥杯 每周一练 第一周(3n+1问题)
[问题描述]
考虑如下的序列生成算法:从整数 n 开始,如果 n 是偶数,把它除以 2;如果 n 是奇数,把它乘 3 加1。
用新得到的值重复上述步骤,直到 n = 1 时停止。例如,n = 22 时该算法生成的序列是:
22,11,34,17,52,26,13,40,20,10,5,16,8,4,2,1
人们猜想(没有得到证明)对于任意整数 n,该算法总能终止于 n = 1。这个猜想对于至少 1 000 000内的整数都是正确的。
对于给定的 n,该序列的元素(包括 1)个数被称为 n 的循环节长度。在上述例子中,22 的循环节长度为 16。
输入两个数 i 和 j,你的任务是计算 i 到 j(包含 i 和 j)之间的整数中,循环节长度的最大值。
[输入]
输入每行包含两个整数 i 和 j。所有整数大于 0,小于 1 000 000。
[输出]
对于每对整数 i 和 j,按原来的顺序输出 i 和 j,然后输出二者之间的整数中的最大循环节长度。这三个整数应该用单个空格隔开,且在同一行输出。对于读入的每一组数据,在输出中应位于单独的一行。
[样例输入]
1 10
100 200
201 210
900 1000
[样例输出]
1 10 20
100 200 125
201 210 89
900 1000 174
思路分析
将i和j从小到大遍历一遍,遍历的过程中求出每个数经过题目中的规则得到1时停止,保留所需的循环节长度,与这个数之前的最大循环节长度进行比较,取大数,即可。
坑1:i和j不一定是i>j,要判断一下
坑2:中间重复的步骤太多,要按照上诉步骤直接求出,会超时,所以需要用HashMap 存一下前面的数(key)对应的循环节长度(value),后面再求的时候,先查询一下该数(key)是否存在,若存在,可直接取出来用,若不存在,再进行计算,这样会省去对一个数的重复计算。
java 代码如下:
import java.util.Scanner;
import java.util.HashMap;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
int i,j,MaxCount=-1;
HashMap<Integer,Integer> map = new HashMap();
Integer count = 1;
int a,b; //循环接收数据
while(sc.hasNext()){
i = sc.nextInt();
j = sc.nextInt();
a = i;
b = j; //判断两数的大小
if (a > b) {
a = j;
b = i;
} //循环求出i和j之间的数换算到1的循环节长度,求最大循环节长度
for (int k = a ; k <= b; k++) {
count = map.get(k);
if(count==null){
count = f(k);
map.put(k, count);
}
MaxCount = Math.max(count, MaxCount);
}
System.out.println(i+" "+j+" "+MaxCount);
MaxCount = -1;
}
} //计算循环节长度
static int f(long k) {
int count = 1;
while (k != 1) {
if ((k & 1) == 0) {
k /= 2;
} else {
k = k * 3 + 1;
}
count++;
}
return count;
}
}
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