冰雹猜想是数学领域中的一个著名猜想,也被称为“3n + 1猜想”或“角谷猜想”。其内容为:对于任意一个正整数,如果它是奇数,则乘3加1;如果它是偶数,则除以2。按照这个规则不断重复计算,最终都会陷入1、4、2的循环。
例如,对于初始数为5,根据规则进行计算:5是奇数,乘3加1得到16;16是偶数,除以2得到8;8是偶数,再除以2得到4;4是偶数,继续除以2得到2;2是偶数,再除以2得到1。此时进入1、4、2的循环。
虽然这个猜想在很多情况下都被验证是正确的,但至今尚未被证明对于所有正整数都成立。
import time
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib
print ("冰雹猜想程序说明:\n"
"当输入的初始数\n为双数时,则除以二\n"
"为单数时,则乘三加一\n"
"以此类推\n"
"最终这个运算都会走向1,4,2的循环\n"
"运算结束后,将会自动生成运算过程的折线图"
"现在,请你来试试:)\n")
while (True):
a = input("请输入一个初始数:")
try:
a = int(a)
if a > 0:
break
else:
print ("请输入大于等于0的数")
except ValueError as e:
print("输入字符无效")
y = []
times = 0 #times用于检测进行运算的次数
while a != 1: #当a不等于1时停止循环123运算
b = a % 2 #b为a÷2的余数
if b == 1: #b为1时,说明a为奇数
a = a*3+1
print ("第",times,"次:",int(a))
times = times+1
elif b == 0: #b为0时,说明a为偶数
a = a/2
print ("第",times,"次:",int(a))
times = times+1
y.append(a)
x = range(times)
plt.plot(x,y)
zhfont = matplotlib.font_manager.FontProperties(fname="msyh.ttc") #设定字体为微软雅黑(程序目录内需带有字体文件)
plt.xlabel("次数", fontproperties=zhfont, fontsize=15) #x轴文本
plt.ylabel("数值", fontproperties=zhfont, fontsize=15) #y轴文本
plt.title("冰雹猜想运算结果折线图\n共用次数:"+str(times), fontproperties=zhfont, fontsize=18)
plt.show()