Operatoren Das Collatz Problem

[tomtom96]

Hallo Leute!

ich programmiere seit ein paar Tagen aufgrund meines neu angefangenen Studiums und bin vor einem für mich unlösbaren Problem
Ich habe ein Programm geschrieben, die alle Zahlen bis 1000 durchlaufen lässt und die Länge der Collatz-Zahlen ausgibt. Nun ist es mein Ziel, dass das Programm die Länge der Collatz Zahlen im Hintergrund bestimmt und dass man die Länge der Collatz Folge eingeben kann und das Programm die zugehörige Zahl zu der Länge ausgibt.

Ich hoff, ich konnte mein Vorhaben genau genug schildern

import java.util.Scanner;

public class Collatz {
    public static void main(String[] args) {
    int start, i, max, eingabe;
    int laenge = 1;
    Scanner in = new Scanner(System.in);
    System.out.println("Laenge der Collatz Folge?");
    eingabe = in.nextInt();

    i = 1;
    max = 0;
    while (i <= 1000) {
        start = i;
        laenge = 0;
        while (start > 1) {
        if (start%2 == 0)
            start = start / 2;
        else
            start = 3*start + 1;
        laenge++;
        }
        if (laenge > max) max = laenge;
        i++;
    }          
    }
}

 

[neoexpert]

Es gibt mehrere mögliche Zahlen:

import java.util.Scanner;

public class Main
{
    public static void main(String[] args)
    {
        int start, i, max, eingabe;
        int laenge = 1;
        Scanner in = new Scanner(System.in);
       
        while (true)
        {
            System.out.println("Laenge der Collatz Folge?");
            eingabe = in.nextInt();
            i = 1;
            max = 0;
            System.out.print("{");
            boolean s=false;
            double p=Math.pow(2,eingabe);
            while (i <= p)
            {
                start = i;
                laenge = 0;
                while (start > 1)
                {
                    if (start % 2 == 0)
                        start = start / 2;
                    else
                        start = 3 * start + 1;
                    laenge++;
                }
                if (laenge == eingabe) {
                    if(s)
                        System.out.print(","+i);
                    else{
                        s=!s;
                        System.out.print(i);
                    }
                }
                i++;
            }          
            System.out.println("}");
        }
    }
}

 

[neoexpert]

Laenge der Collatz Folge?
23
{25,144,148,149,152,154,162,163,896,928,936,938,960,964,965,966,976,980,981,985,994,995,1068,1069,1070,1073,1074,1075,5632,5760,5792,5800,5802,5888,5904,5908,5909,5912,5914,5952,5968,5972,5973,6024,6026,6028,6029,6065,6066,6067,6416,6420,6421,6424,6426,6432,6440,6442,6444,6445,6446,6448,6452,6453,6465,34816,35328,35456,35488,35496,35498,35840,36096,36160,36176,36180,36181,36384,36392,36394,36400,36404,36405,38400,38528,38560,38568,38570,38656,38672,38676,38677,38680,38682,38720,38736,38740,38741,38792,38794,38796,38797,38833,38834,38835,196608,212992,217088,218112,218368,218432,218448,218452,218453,231424,231936,232064,232096,232104,232106,232448,232704,232768,232784,232788,232789,232992,233000,233002,233008,233012,233013,1310720,1376256,1392640,1396736,1397760,1398016,1398080,1398096,1398100,1398101,8278015,8282111,8286207,8290303,8294399,8298495,8302591,8306687,8310783,8314879,8318975,8323071,8327167,8331263,8335359,8339455,8343551,8347647,8351743,8355839,8359935,8364031,8368127,8372223,8376319,8380415,8384511,8388607,8388608}
Laenge der Collatz Folge?

Unglaublich oder? Dass manche Zahlen direkt nebeneinander liegen und ab und zu es so starke Sprünge gibt.

 

[tomtom96]

Vielen Dank für deine schnelle Antwort! Ich hätte noch eine Frage...

boolean s=false;
double p=Math.pow(2,eingabe);

Kannst du mir das kurz erklären, wie du dazu kommst boolean zu nutzen & was dieses double für eine Funktion hat?

LG

 

[neoexpert]

Boolean ist nur für die Klammersetzung (ich wollte eine Menge machen)
Und p: da habe ich beim Testen gemerkt, dass die Zahlen in der Menge höchstens so groß waren wie 2^eingabe.

 

[JStein52]

Das hatten wir hier im Forum schon mal. Da sollten zu einer Collatzfolge als Kennwerte die Länge und das grösste Element bestimmt werden:

    public static long[] collatzFolge(long i) {

        long[] kennwerte = {1,i};  // 0.tes Element = kettenlänge, 1.tes Element = max. Element
       
        while (i > 1) {
            kennwerte[0]++;
            System.out.print(i + " -> ");
            if (i % 2 == 0) {
                i = i / 2;
            } else {
                i = i * 3 + 1;
            }
            if (i>kennwerte[1]) {
                kennwerte[1] = i;
            }
        }
        System.out.println(i + "");
        return kennwerte;
    }

In einem Hauptprograam dazu sollten dann die Ergebnisse noch ein bisschen statistisch aufbereitet werden.

 

[JStein52]

Und was der Kollege @neoexpert da oben an Zahlen ausgegeben hat kann keine Collatzfolge sein. Die enden immer mit den Werten ... 4, 2, 1 denn das ist ja gerade die (bisher unbewiesene) Vermutung von Collatz.

 

[JStein52]

kann keine Collatzfolge sein.

Ich habe deshalb nicht erkannt was es ist weil er entweder das erste oder das letzte Element (die 1) nicht mitzählt. Denn Collatz(25) hat ja die Länge 24 :
25 -> 76 -> 38 -> 19 -> 58 -> 29 -> 88 -> 44 -> 22 -> 11 -> 34 -> 17 -> 52 -> 26 -> 13 -> 40 -> 20 -> 10 -> 5 -> 16 -> 8 -> 4 -> 2 -> 1

 

[neoexpert]

Korrektur:

import java.util.Scanner;

public class Main
{
    public static void main(String[] args)
    {
        int n, i, max, eingabe;
        int laenge = 1;
        Scanner in = new Scanner(System.in);
       
        while (true)
        {
            System.out.println("Laenge der Collatz Folge?");
            eingabe = in.nextInt();
            i = 1;
            max = 0;
            System.out.print("{");
            boolean s=false;
            double p=Math.pow(2,eingabe);
            while (i <= p)
            {
                n = i;
                laenge = 1;
                while (n != 1)
                {
                    if (n % 2 == 0)
                        n = n / 2;
                    else
                        n = 3 * n + 1;
                    laenge++;
                }
                if (laenge == eingabe) {
                    if(s)
                        System.out.print(","+i);
                    else{
                        s=!s;
                        System.out.print(i);
                    }
                }
                i++;
            }          
            System.out.println("}");
        }
    }
}

 

[neoexpert]

Und was der Kollege @neoexpert da oben an Zahlen ausgegeben hat kann keine Collatzfolge sein.

Muss es eine sein?

 

[JStein52]

Muss es eine sein?

Ich habe ja schon gesagt, ich hatte nicht erkannt was es ist weil die Collatzfolgen der Länge 23 eben ganz anders waren