PAT (Basic Level) Practice ——1005 继续(3n+1)猜想(java)

1005 继续(3n+1)猜想

卡拉兹(Callatz)猜想已经在1001中给出了描述。在这个题目里,情况稍微有些复杂。

当我们验证卡拉兹猜想的时候,为了避免重复计算,可以记录下递推过程中遇到的每一个数。例如对 n=3 进行验证的时候,我们需要计算 3、5、8、4、2、1,则当我们对 n=5、8、4、2 进行验证的时候,就可以直接判定卡拉兹猜想的真伪,而不需要重复计算,因为这 4 个数已经在验证3的时候遇到过了,我们称 5、8、4、2 是被 3“覆盖”的数。我们称一个数列中的某个数 n 为“关键数”,如果 n 不能被数列中的其他数字所覆盖。

现在给定一系列待验证的数字,我们只需要验证其中的几个关键数,就可以不必再重复验证余下的数字。你的任务就是找出这些关键数字,并按从大到小的顺序输出它们。
输入格式:
每个测试输入包含 1 个测试用例,第 1 行给出一个正整数 K (<100),第 2 行给出 K 个互不相同的待验证的正整数 n (1<n≤100)的值,数字间用空格隔开。

输出格式:

每个测试用例的输出占一行,按从大到小的顺序输出关键数字。数字间用 1 个空格隔开,但一行中最后一个数字后没有空格。

输入样例:

6
3 5 6 7 8 11

输出样例:

7 6

代码实现

import java.util.Scanner;

public class Main {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        // 读入需要验证的数的数量
        int nCount = input.nextInt();
        // 初始化布尔数组,toValidate[i] 表示是否需要验证 i 这个数
        boolean[] toValidate = new boolean[101];
        for (int i = 0; i < nCount; i++) {
    
    
            // 读入需要验证的数
            int n = input.nextInt();
            // 将 toValidate[n] 设置为 true,表示需要验证 n 这个数
            toValidate[n] = true;
        }
        // 开始验证
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
    
    
            // 如果 toValidate[i] 为 true,表示需要验证这个数
            if (toValidate[i]) {
    
    
                int j = i;
                // 进行 "3n+1" 的验证过程
                while (j != 1) {
    
    
                    if (j % 2 == 1) {
    
    
                        j = (3 * j + 1) / 2;
                    } else {
    
    
                        j /= 2;
                    }
                    // 如果 j 这个数已经验证过了,则设置 toValidate[j] 为 false,
                    // 并且将需要验证的数的数量减少 1
                    if (j <= 100 && toValidate[j]) {
    
    
                        toValidate[j] = false;
                        nCount--;
                        // 如果 j < i,表示之前已经验证过了 j 这个数,
                        // 可以终止验证,跳出循环
                        if (j < i) {
    
    
                            break;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        // 从大到小输出所有需要验证的数
        for (int i = 100; i > 0; i--) {
    
    
            if (toValidate[i]) {
    
    
                System.out.print(i);
                // 如果还有需要验证的数未输出,输出一个空格
                if (--nCount > 0) {
    
    
                    System.out.print(" ");
                } else {
    
    
                    // 否则输出一个换行符
                    System.out.println();
                }
            }
        }
    }
}

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