基于Collatz猜想计算1-100起始值序列长度的代码问题求助

原代码的核心问题 #

• count 变量定义在外部循环外，处理每个新数字时未重置，导致计数连续累加出错
• 仅执行一次Collatz变换就输出结果，没有循环到序列终点（数字变为1）
• 逻辑遗漏：起始数字本身是序列的第一个元素，但代码只做了一次变换就停止计数

正确实现代码 #

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 遍历1到100的所有起始数字
        for (int startNum = 1; startNum <= 100; startNum++) {
            long currentNum = startNum; // 用long避免变换过程中数值溢出
            int sequenceLength = 1; // 起始数字本身算序列的第一个元素

            // 循环执行Collatz变换，直到数字变为1
            while (currentNum != 1) {
                if (currentNum % 2 == 0) {
                    currentNum = currentNum / 2;
                } else {
                    currentNum = 3 * currentNum + 1;
                }
                sequenceLength++; // 每完成一次变换，序列长度加1
            }

            // 输出起始数字与对应序列长度
            System.out.println(startNum + "-" + sequenceLength);
        }
    }
}

关键说明 #

• 独立计数：把sequenceLength放到外部循环内部，每次处理新起始数字时重置为1，保证每个序列的计数互不干扰
• 完整序列循环：用while (currentNum != 1)持续执行变换，直到序列走到终点1，确保统计的是完整序列的长度
• 溢出防护：使用long类型存储当前数字，因为对较大的起始值执行3*x+1时，结果会超出int的取值范围，导致计算错误
• 长度定义逻辑：起始数字本身是序列的第一个元素，所以初始长度设为1，每完成一次变换后长度加1

示例输出片段 #

1-1
2-2
3-8
4-3
5-6
...
97-119
98-26
99-30
100-26

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Game Destroyer