指针和递归有问题

Question

我现在正在处理有关 Collat​​z 序列的问题。如果我们从 1,...,1000000 范围内的数字开始，我必须找到最长的 Collat​​z 序列。数 n 的 Collat​​z 序列定义为： 如果 n mod 2 == 0 那么下一个数字是 n/2。如果 n mod 2 != 0 那么下一个数字是 3*n+1。 n=10 的序列是 10,5,16,8,4,2,1。

当然，如果我们以天真的方式解决这个问题，我们将计算 1,...,1000000 之间每个数字 n 的 Collat​​z 序列，并检查哪个序列最长。不过这样效率不高。

更聪明的算法是利用这样一个事实，即给定一个 Collat​​z 序列，通过不查看前几个元素获得的序列也是一个 Collat​​z 序列。因此，如果我们计算 n=10 的序列，即 10,5,16,8,4,2,1 那么序列 5,16,8,4,2,1 也是一个 Collat​​z 序列，我们立即找到了长度只需计算 n=10 的序列即可得到 n=5,n=16,n=8,n=4,n=2 和 n=1 的 Collat​​z 序列。

考虑到这个想法，我使用指针和递归在 C 中编写了以下代码。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int recursion(int n, int *array){
    if((*array)[n]==0){//check if I already have the length of the sequence for this n
        if(n/2==(double)n/(double)2){//check if n mod 2 == 0
            (*array)[n]=recursion(n/2,array)+1;
        }       
        else{
            (*array)[n]=recursion(3*n+1,array)+1;
        }
    }
    else{
        return 0;
    }
}

int main(int argc, char **argv){
    int length[100];//this array will contain the lengths of sequences,
    //I will only do it for n=1 up to n=10, but I have to have a bigger 
    //array since the Collatz sequence elements can be higher than 10
    for (int i=0;i<100;i++){
        length[i]=0;
    }
    length[0]=1;//the Collatz sequence for n=1 has length 1
    for(int n=1; n<=10;i++){
        recursion(n,&length);//use the function for each n
    }
    for(int i=0;i<10;i++){
        printf("%d\n",length[i]);
    }
    return 0;
}

如果我编译这段代码，我会得到几个错误：

main.c:5:13: error: subscripted value is not an array, pointer, or vector
    if((*array)[n]==0){
       ~~~~~~~~^~
main.c:7:12: error: subscripted value is not an array, pointer, or vector
                    (*array)[n]=recursion(n/2,array)+1;
                    ~~~~~~~~^~
main.c:10:12: error: subscripted value is not an array, pointer, or vector
                    (*array)[n]=recursion(3*n+1,array)+1;
                    ~~~~~~~~^~
main.c:25:15: warning: incompatible pointer types passing 'int (*)[100]' to
  parameter of type 'int *' [-Wincompatible-pointer-types]
            recursion(i,&length);
                        ^~~~~~~
main.c:4:27: note: passing argument to parameter 'array' here
int recursion(int n, int *array){

我不知道为什么会收到这些警告和错误。

Answer 1

array 是一个int*。 *array 因此是int。你不能说int i; i[0]，那你为什么可以说(*array)[0]？

只需说array[n]而不是(*array)[n]即可正常访问它。

另外，在您的 main 函数中，使用 recursion(n, length); 而不是 recursion(n, &length); 调用 recursion。您传递的是数组，而不是数组的 指针。

Answer 2

我认为你必须像这样调用函数

recursion(n,length);

因为，数组名包含数组第一个元素的地址。

您也在pointer to int 中收到它。因此，您可以在函数中正常使用array[]。赞array[n]

Answer 3

1. 使用*(array + n) 或array[n] 而不是(*array)[n] 来访问nth 变量。

2. 由于length 是一个数组，因此仅使用名称调用函数会传递它的地址。

3. for 循环中的小错误。 for(int n=1; n<=10;i++){ 到 for(int n=1; n<=10;n++){

这些更改修复了编译错误。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int recursion(int n, int *array){
    if(*(array + n)==0){//check if I already have the length of the sequence for this n
        if(n/2==(double)n/(double)2){//check if n mod 2 == 0
            *(array + n)=recursion(n/2,array)+1;
        }       
        else{
            *(array + n)=recursion(3*n+1,array)+1;
        }
    }
    else{
        return 0;
    }
}

int main(int argc, char **argv){
    int length[100];//this array will contain the lengths of sequences,
    //I will only do it for n=1 up to n=10, but I have to have a bigger 
    //array since the Collatz sequence elements can be higher than 10
    for (int i=0;i<100;i++){
        length[i]=0;
    }
    length[0]=1;//the Collatz sequence for n=1 has length 1
    for(int n=1; n<=10;n++){
        recursion(n,length);//use the function for each n
    }
    for(int i=0;i<10;i++){
        printf("%d\n",length[i]);
    }
    return 0;
}