带条件运算的函数出现无限while循环问题，添加断言能否让代码按预期执行？

核心结论 #

添加断言不能让代码按照预期逻辑执行。断言的作用仅为运行时条件校验，条件不满足时直接终止程序，无法修正代码本身的逻辑错误，也不会干预编译器的代码生成逻辑，你的问题根源是代码逻辑本身存在错误，和编译环节无关。

现有代码的问题列表 #

• 逻辑死循环根源：你写的逻辑会在77和38之间无限往复：77第一次整数除法减半得到38（偶数），执行2*38+1得到77，回到循环初始值，永远不会到1
• 分支判断逻辑错误：k == 1的分支永远无法触发，前面的k%2==0和k%2!=0已经覆盖了所有整数的情况，1是奇数会走第二个分支，不会执行打印"blue sky!"的逻辑
• 格式符使用错误：printf用%lu（无符号长整形）打印long int（有符号长整形）属于未定义行为，应该用%ld
• 函数定义不符合声明：hailstone声明返回long int，但实际没有return语句，属于未定义行为

修正后的参考代码 #

如果你要实现符合你描述的规则，需要调整运算逻辑避免出现循环，以下是参考实现：

#include "stdio.h"
#include "assert.h"

long int hailstone(long int k);

int main(void) {
  long int n = 77;
  hailstone(n);
  return 0;
}

long int hailstone(long int k) {
  // 断言仅用来校验输入合法性，比如要求输入必须是正整数，无法修正逻辑错误
  assert(k > 0);
  while (k != 1) {
    printf("%ld ", k);
    k = k / 2;
    if (k == 1) {
      break;
    }
    if (k % 2 == 0) {
      // 原规则的2k+1会导致循环，这里根据实际需求调整为k+1，你可以自行修改规则
      k += 1;
    } else {
      k = 3 * k + 1;
    }
  }
  printf("\nblue sky!\n");
  return k;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者JoeP