PAT B1001 害死人不偿命的(3n+1) 猜想

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本地编译环境

系统：win7 64位；
C/C++环境：Clion2018，编译器cygwin。
Java环境：IDEA2018，编译器jdk-8u172。
Python环境：pycharm，编译器Anaconda3：Python3.6。

PTA提交

注意：
由于Java和Python语言运行较慢，这里只保证C/C++解法一定满足题目的运行时间限制。

C/C++解法：编译器C++（g++）/2ms。
Java解法：编译器Java（openjdk）/123ms。
Python解法：编译器Python（python 3）/19ms。

题目

本题也是算法笔记3.1和算法笔记上机训练实战指南3.1中例题。

卡拉兹(Callatz)猜想：
对任何一个自然数n，如果它是偶数，那么把它砍掉一半；如果它是奇数，那么把(3n+1)砍掉一半。这样一直反复砍下去，最后一定在某一步得到n=1。卡拉兹在1950年的世界数学家大会上公布了这个猜想，传说当时耶鲁大学师生齐动员，拼命想证明这个貌似很傻很天真的命题，结果闹得学生们无心学业，一心只证(3n+1)，以至于有人说这是一个阴谋，卡拉兹是在蓄意延缓美国数学界教学与科研的进展……
我们今天的题目不是证明卡拉兹猜想，而是对给定的任一不超过1000的正整数n，简单地数一下，需要多少步（砍几下）才能得到n=1？
输入格式:
每个测试输入包含1个测试用例，即给出自然数n的值。
输出格式:
输出从n计算到1需要的步数。
注意：
简单模拟题，没啥好说的，按部就班来。

C/C++解法

#include <stdio.h>

class Solution {
public:
	int countStep() {
		int n, count = 0;
		scanf("%d", &n);
		while (n != 1) {
			if (n % 2 == 1)
				n = (3 * n + 1) / 2;
			else
				n = n / 2;
			count++;
		}
		return count;
	}
};

int main() {
	Solution s;
	printf("%d\n", s.countStep());
	return 0;
}

Java解法

import java.util.Scanner;

public class Main {
	public static class Solution {
		int countStep() {
			int count = 0;
			Scanner sc = new Scanner(System.in);
			int n = sc.nextInt();
			while (n != 1) {
				if (n % 2 == 1)
					n = (3 * n + 1) / 2;
				else
					n = n / 2;
				count++;
			}
			sc.close();
			return count;
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		Solution s = new Solution();
		System.out.println(s.countStep());
	}
}

Python3解法

class Solution:
	def countstep(self):
		n = int(input())
		count = 0
		while n != 1:
			if n % 2 == 1:
				n = (3 * n + 1) / 2
			else:
				n = n / 2
			count = count + 1
		return count


s = Solution()
print(s.countstep())