递归堆栈溢出 C++

Question

我是 C++ 新手，但认为解决一些项目 Euler 问题会让我熟悉该语言。

尝试时 Project Euler Problem 14: Longest Collatz sequence

我无法让我的 C++ 解决方案工作，但我的 python 解决方案没有问题...

import time 
start = time.time()
memo = {1:1,2:2}
longest_chain, longest_starting_key = 2, 2

def rec(a):
    global longest_chain, longest_starting_key

    if a in memo.keys():
        return memo[a]    
    if a % 2 == 0:
        memo[a] = rec(a // 2) + 1
    else:
        memo[a] = rec(3 * a + 1) + 1
    if memo[a] > longest_chain:
        longest_chain = memo[a]
        longest_starting_key = a
    return memo[a]    

for i in range(1000000,3,-1): rec(i)

print("starting key", longest_starting_key , ": has length", longest_chain)
print((time.time() - start), "seconds")

得到了

starting key 837799 has length 525
1.399820327758789 seconds

我的 C++ 尝试...（我认为是等效的...）

#include <iostream>
#include <unordered_map>
std::unordered_map<int, int> mem = { {1,1},{2,2} };
int longest_chain{ 2 }, best_starting_num{ 2 };

bool is_in(const int& i){
    auto search = mem.find(i);
    if(search == mem.end())
        return false;
    else
        return true;
}

int f(int n){
    if(is_in(n))
        return mem[n];
    if(n % 2)
        mem[n] = f(3 * n + 1) + 1;
    else
        mem[n] = f(n / 2) + 1;
    if(mem[n] > longest_chain)
        longest_chain = mem[n];
    return mem[n];
}

int main(){
    for(int i = 3; i < 1000000; i++){
        f(i);
    }
    std::cout << longest_chain << std::endl;
}

在调试模式下在 Visual Studio 中运行时，出现以下错误

Unhandled exception at 0x00007FF75A64EB70 in
0014_longest)collatz_sequence_cpp.exe: 0xC00000FD: Stack overflow
(parameters: 0x0000000000000001, 0x000000DC81493FE0).

有人告诉我应该使用指针在堆上分配，但使用指针的经验非常有限......

我不明白的另一件事是......当我在主体循环中使用 100'000 而不是 1'000'000 运行它时，它可以工作但很慢。

Answer 1

提示：Collat​​z 序列（数学上）提供的n 范围内的不变量是什么，您的Python 代码满足而您的C++ 代码不满足？提示提示：在实际发生堆栈溢出之前，n 的最后几个值是什么？