不同语言中相同算法的不同输出答案

【问题标题】：Different outputs for same algorithm in different languages不同语言中相同算法的不同输出
【发布时间】：2011-04-29 16:44:33
【问题描述】：

Java 源代码：

package n1_problem;

/**
 *
 * @author nAwS
 */
public class loop {

    int loop(long i)
    {
        long n=i;
        int count=1;
        while(n>1){
            if(n%2==0){
                n=n/2;
            }
            else{
                n=3*n+1;
            }
            count++;
        }
       return count; 
    }

    int max_cycle(long j,long k){

        int max=-1;
        for(long i=j;i<=k;i++){
            int count=loop(i);
            if(count>max){
                max=count;
            }
        }
        return max;
    }


}


public class Main {

    /**
     * @param args the command line arguments
     */
    public static void main(String[] args) {

        loop lp=new loop();
        System.out.println("Max Cycle:"+lp.max_cycle(1,1000000));
    }

}

C源代码：

int main()
{
    long r,h;
    int f=0;
    do 
    {
        printf("Value,r:");
        scanf("%ld",&r);
        printf("Value,h:");
        scanf("%ld",&h);

        f=max_cycle(r,h);
        printf("Max:%d\n",f);

    }while(getch()!='e');
}

int loop(long i)
{
        long n=i;
        int count=1;
        while(n>1)
        {
            if(n%2==0){
                n=n/2;
            }
            else{
                n=3*n+1;
            }
            count++;
        }
       return count; 
    }

    int max_cycle(long j,long k)
    {

        int max=1;
        long i=0;
        for(i=j;i<=k;i++){

            int count=loop(i);
            if(count>max){
                max=count;
            }
        }
        return max;
    }

对于 3n+1 问题算法，这两个代码之间没有逻辑上的区别。唯一的问题是在 C 中它给出 476 作为最大循环数，而在 java 中它是 525...为什么？？

【问题讨论】：

我怀疑您的代码通过签名溢出调用了未定义的行为。

标签： java c algorithm

【解决方案1】：

在大多数 C 编译器中，long 通常定义为 4 字节整数（long int 的缩写）。在 Java 中，long 被定义为一个 8 字节的整数。

您可以更改您的 Java 代码以使用 int 来获取 4 字节整数，或者在您的 c 程序中使用 long long 来获取 8 字节整数（我认为这是在 C99 中添加的，它可能会也可能不会在您的编译器上可用）。

【讨论】：

是的，从技术上讲范围是指定的，但是以任何其他方式实现它确实没有多大意义。
在 C 中，longs 不是“一般”的 4 字节。它们至少 32 位，通常是 32 或 64（例如在 x86_64-linux-gnu 上）。无论如何，如果您关心获得正确大小的整数，则不要猜测要添加的神奇正确的 longs 数量，而是使用 stdint.h 或等效的 C99 之前的标头。

【解决方案2】：

Java 定义了整数类型的大小和表示，C 没有。在 Java 中，long 是 64 位 2 的补码。在 C 中，它至少是 32 位，也许更多，并且可以是有符号的、无符号的、1 的补码、2 的补码、符号和幅度，或其他。

你有没有注意到，如果你改变了这行 Java 代码

long n = i;

到这里

int n = (int)i;

您得到的结果与您的 C 代码相同吗？可能您使用的是 2 的补码机器，而您的 C 编译器决定 longs 是 32 位。

【讨论】：

终于！..我明白了！...使用 unsigned long 它给出了正确的结果...:)

【解决方案3】：

在Java 代码中，在方法@987654322@ 中，max 被初始化为-1，在C 代码中它是1强>。只需检查一下，这是否会导致逻辑错误。

【讨论】：