无限循环检测

Question

我想知道是否可以用基本的 java 知识来检测 and/or 停止无限循环。

我有一项学校任务（考虑到我们的编程知识处于基础水平），我们应该从用户那里获取输入 (int)，然后取该数字的数字的平方和（即 123-- >1^2+2^2+3^2）。然后该结果应该放在一个 while 循环中，它应该重复同样的事情直到它达到 1（即 123-->1^2+2^2+3^2=14-->1^2+4^2 =17-->1^2+7^2 等)

如果我们得到数字 1，我们应该打印 "number is lucky!"，如果不是，它将陷入无限循环，我们应该打印 "number is not lucky!".

现在让我烦恼的是，如果它会陷入无限循环，他们如何期望我们打印 "number is not lucky"？

可能是编写和设计不当task/question还是实际上有一种基本知识水平的方法来检测和停止无限循环？

这是我的代码（w/o无限循环检测）：

import java.util.Scanner;

public class Vezba {

public static void main(String[] args) {
    boolean run = true;
    Scanner sc = new Scanner(System.in);
    int number = sc.nextInt();
    int digits;
    int sum=0;
    int k = 10;
    int j = 1;
    while(run){
        if(number<0){
            run=false;
        }
        int len = String.valueOf(number).length();
       /* Takes out each digit to make the first sum (probably redundant but please ignore)*/
        while(len>0){
            digits = number%k/j;
            j*=10;
            k*=10;
            len--;
            sum += digits*digits;
        }
       /* Repeats the process until sum is 1*/
        while(sum>1){
            int len2 = String.valueOf(sum).length();
            int pom = 1;
            int k1=10;
            while(len2>0){
                digits = sum%k1/pom;
                pom*=10;
                k1*=10;
                len2--;
                sum += digits*digits;
            }
        }
        System.out.println("Number is lucky!");
        run=false;
    }
}  
}

Answer 1

总的来说，没有解决停机问题的方法。

但是，在您的特定情况下，我可以想出一种检测无限循环的方法。在每次迭代中，您计算一个数字（数字的平方和或前一个数字）。您可以将所有这些数字放在一个集合中。如果在某些迭代中你计算出一个已经在该集合中的数字，你就会知道你陷入了无限循环。

由于最大平方和是有界的（对于n位数的数字，最大位数的平方和是81*n），你要得到的不同值的数量相对较少你的迭代，所以如果你没有达到 1 并以成功结束，你将达到之前已经出现的值并报告失败。

Answer 2

虽然您无法提供通用的无限循环检测，但您可以为此用例提供一个简单的检测。你可以假设一旦你重复一个数字，你将永远循环下去，所以你需要做的就是检测一个重复的数字。

Set<Integer> previous = new HashSet<>();

// in you loop
int sum, number;
do {
   sum = 0;
   int len = String.valueOf(number).length();
   /* Takes out each digit to make the first sum (probably redundant but please ignore)*/
    while(len>0){
        digits = number%k/j;
        j*=10;
        k*=10;
        len--;
        sum += digits*digits;
    }
} while (sum > 1 && previous.add(sum))
if (sum > 1) // no lucky.

在这种情况下，previous.add(sum) 将 return false 检测到重复项。

Answer 3

唯一的方法是设置最大迭代次数或超时算法

Answer 4

第一个问题 - 链条会延伸到无穷大吗？如果您有一个 n 位数字，那么下一个数字将小于 81 * n - 这是 999999 之后的下一个值。当 n>2 时，81n < 100n < 10^n，并且所有 n 位数字都小于大于 10^n。所以链是有界的，必须终止或重复。

第二个问题是如何检测环路。您可以存储所有访问过的值并检查它们。这在这种情况下可能是可行的，但通常它可能需要大量内存和时间来检查是否找到重复项。

一个更高效的算法在时间上和 space 可能是将在步骤 m/2 中找到的值存储在链中并将其与步骤 m 中的值进行比较。当您探索解决方案 space 时，您可以将其想象成在您身后拖着一根加长的绳子。最终（如果这是一个循环）您将遇到字符串的结尾。

Answer 5

也许你可以使用这样的东西：

n = in.nextInt();
int t = n;
while (n != 0)
{
    r = n % 10;
    s += Math.pow(r, 2);
    n /= 10;
}
if (s == t)
System.out.println(whatever is given);
else
System.out.println (whatever is given);

无限循环检测

Infinite loop detection

java

infinite-loop