Hailstone序列 Python实现

引言

在本文中，我将会教会你如何使用Python编写一个生成Hailstone序列的程序。Hailstone序列也被称为Collatz序列，是一个非常有趣的数学问题。我会先给你介绍整个实现的流程，然后逐步指导你完成每一步所需的代码。

流程图

首先，让我们通过一个流程图来理解实现的步骤。下面是生成Hailstone序列的步骤：

journey
    title 生成Hailstone序列的步骤

    section 初始化
    确定起始数字

    section 生成序列
    while 数字不等于1
    |   if 数字为偶数
    |   |   数字除以2
    |   else
    |   |   数字乘以3并加1
    |   添加数字到序列

    section 输出序列
    输出生成的序列

代码实现

现在让我们一步步来实现这个程序。首先，我们需要初始化一个起始数字。

start_number = 27  # 设置起始数字

接下来，我们将使用一个循环来生成Hailstone序列，直到数字等于1为止。

sequence = [start_number]  # 创建一个列表来存储序列

while start_number != 1:
    if start_number % 2 == 0:  # 判断数字是否为偶数
        start_number = start_number // 2  # 将数字除以2
    else:
        start_number = start_number * 3 + 1  # 将数字乘以3并加1
    
    sequence.append(start_number)  # 将数字添加到序列中

最后，我们将输出生成的Hailstone序列。

print(sequence)  # 输出序列

完整代码

start_number = 27  # 设置起始数字
sequence = [start_number]  # 创建一个列表来存储序列

while start_number != 1:
    if start_number % 2 == 0:  # 判断数字是否为偶数
        start_number = start_number // 2  # 将数字除以2
    else:
        start_number = start_number * 3 + 1  # 将数字乘以3并加1
    
    sequence.append(start_number)  # 将数字添加到序列中

print(sequence)  # 输出序列

测试和运行

现在我们已经完成了代码的编写，让我们来测试一下它是否正常工作。使用任意Python IDE或命令行工具，在代码中添加上述代码并运行。你应该能够看到类似以下输出：

[27, 82, 41, 124, 62, 31, 94, 47, 142, 71, 214, 107, 322, 161, 484, 242, 121, 364, 182, 91, 274, 137, 412, 206, 103, 310, 155, 466, 233, 700, 350, 175, 526, 263, 790, 395, 1186, 593, 1780, 890, 445, 1336, 668, 334, 167, 502, 251, 754, 377, 1132, 566, 283, 850, 425, 1276, 638, 319, 958, 479, 1438, 719, 2158, 1079, 3238, 1619, 4858, 2429, 7288, 3644, 1822, 911, 2734, 1367, 4102, 2051, 6154, 3077, 9232, 4616, 2308, 1154, 577, 1732, 866, 433, 1300, 650, 325, 976, 488, 244, 122, 61, 184, 92, 46, 23, 70, 35, 106, 53, 160, 80, 40, 20, 10, 5, 16, 8, 4, 2, 1]

如果你看到了以上输出，那么恭喜你！你已经成功地实现了生成Hailstone序列的程序。

总