Lua 5.4.4实现Collatz猜想时函数调用致循环卡顿求助

Collatz猜想简述 #

任意正整数遵循两条规则最终都会回到1——若为偶数则取其一半；若为奇数则计算3倍数值加1。

问题说明 #

使用标准Lua 5.4.4发行版及解释器，未引入额外库，编写脚本验证用户定义数值区间的Collatz猜想：读取用户输入的起始数ognumber与测试范围，遍历区间内每个数，通过奇偶判断执行对应运算并更新number值。但调用封装的isodd、iseven函数时，脚本陷入无限循环，始终重复处理同一数值，number变量未被正确更新。

出现问题的函数版代码 #

-- 存在无限循环问题的函数版代码
function isodd(n)
    if n % 2 == 1 then
        n = 3 * n + 1
        return true
    end
    return false
end

function iseven(n)
    if n % 2 == 0 then
        n = n / 2
        return true
    end
    return false
end

io.write("输入起始数: ")
local ognumber = tonumber(io.read())
io.write("输入测试范围（从起始数往后的个数）: ")
local range = tonumber(io.read())

for i = 0, range - 1 do
    local number = ognumber + i
    print("当前测试数: " .. number)
    while number ~= 1 do
        if iseven(number) then
            -- 未接收函数内部修改后的数值，number未更新
        elseif isodd(number) then
            -- 同样未接收新值，number保持原状态
        end
        print("当前值: " .. number)
    end
    print("测试完成: " .. number)
end

问题根源：Lua采用值传递，函数内部修改的是参数的局部副本，并不会影响外部的number变量；同时调用函数后未将处理结果赋值回number，导致其值始终不变，进而触发无限循环。

可正常运行的无函数版代码 #

-- 无函数封装的正常运行代码
io.write("输入起始数: ")
local ognumber = tonumber(io.read())
io.write("输入测试范围（从起始数往后的个数）: ")
local range = tonumber(io.read())

for i = 0, range - 1 do
    local number = ognumber + i
    print("当前测试数: " .. number)
    while number ~= 1 do
        if number % 2 == 0 then
            number = number / 2
        else
            number = 3 * number + 1
        end
        print("当前值: " .. number)
    end
    print("测试完成: " .. number)
end

修正后可正常运行的函数版代码 #

-- 修正后的函数版代码：让函数返回处理后的数值，调用时赋值给number
function processEven(n)
    return n / 2
end

function processOdd(n)
    return 3 * n + 1
end

io.write("输入起始数: ")
local ognumber = tonumber(io.read())
io.write("输入测试范围（从起始数往后的个数）: ")
local range = tonumber(io.read())

for i = 0, range - 1 do
    local number = ognumber + i
    print("当前测试数: " .. number)
    while number ~= 1 do
        if number % 2 == 0 then
            number = processEven(number)
        else
            number = processOdd(number)
        end
        print("当前值: " .. number)
    end
    print("测试完成: " .. number)
end

内容的提问来源于stack exchange，提问作者EchoTree