java - 为什么 java 程序会在 113882 上卡住？

Question

我编写了一个 java 程序，它使用 collat​​z 序列查找数字链的长度。 collat​​z 序列是:如果数字是偶数，则将其除以二，如果是奇数，则乘以 3 并加一。当数字达到 1 时，序列结束。Additional Info on Collatz Sequence . 我的程序从 1 到 100 万找到数字的链长，但它停止在 113382。没有显示错误消息，程序只是停止打印数字。

*edit:我测试过，结果发现当程序在113383时，链条收敛到负值。谁能解释一下？

我包含了完整的代码，因为它很短。

public static void main(String[] args) {
    int max =0, maxChain=0;
    for(int i = 2; i <1000000; i++ )
    {
        int c =i;
        int counter = 0;
        while(c != 1)
        {
            if(c%2 ==0) c/=2;
            else c= 3*c+1;
            counter++;
        }
        if(counter > maxChain)
        {
            maxChain =counter;
            max = i;
        }
        System.out.println(i);
    }
    System.out.println(max +" has a chain length of " +maxChain);

}

Answer 1

对于数字 113383，迭代 #120 产生 827370449。下一次迭代在数值上产生 2482111348，它太大而无法放入 int 变量中，因此它会导致 arithmetic overflow。环绕成一个负数。

从那里开始，所有迭代的结果都是负数，尽管结果在 -1 中重复循环，但结果为 1 的循环终止条件永远不会发生，因此会出现无限循环。

但是，如果将变量类型更改为 long，则可以避免溢出(无论如何对于这个起始数字)，并且序列在 247 次迭代后结束。

---

顺便说一句，我通过简单地打印每次迭代发现了这一点，并且立即清楚发生了什么。你本可以做同样的事情并自己解决这个问题。调试与编码一样是一项方便的技能，因为我们都会遇到让我们感到惊讶的编码情况，并且自己找到原因总是更令人满意和难忘(这样您就不会再次落入同样的陷阱)。