[알고리즘] 프로그래머스(Level1) - 콜라츠 추측(Java)/int형 오버플로우

https://programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/12943

코딩테스트 연습 - 콜라츠 추측

 

문제 설명

 

1937년 Colllatz란 사람에 의해 제기된 이 추측은, 주어진 수가 1이 될 때까지 다음 작업을 반복하면, 모든 수를 1로 만들 수 있다는 추측입니다. 작업은 다음과 같습니다.

 

1-1. 입력된 수가 짝수라면 2로 나눕니다.
1-2. 입력된 수가 홀수라면 3을 곱하고 1을 더합니다.
2. 결과로 나온 수에 같은 작업을 1이 될 때까지 반복합니다.

 

예를 들어, 입력된 수가 6이라면 6->3->10->5->16->8->4->2->1 이 되어 총 8번 만에 1이 됩니다. 위 작업을 몇 번이나 반복해야하는지 반환하는 함수, solution을 완성해 주세요. 단, 작업을 500번을 반복해도 1이 되지 않는다면 -1을 반환해 주세요.

 

제한 사항

 

• 입력된 수, num은 1 이상 8000000 미만인 정수입니다.

 

입출력 예

 

n	result
6	8
16	4
626331	-1

 

입출력 예 설명

 

입출력 예 #1

문제의 설명과 같습니다.

 

입출력 예 #2

16->8->4->2->1 이 되어 총 4번만에 1이 됩니다.

 

입출력 예 #2

626331은 500번을 시도해도 1이 되지 못하므로 -1을 리턴해야 합니다.

 

 

처음에 푼 코드(틀린 솔루션)

 

class Solution {
    public int solution(int num) {
        int answer = 0;
        
        while(num > 1){
            if(answer > 500) break;
            if(num%2 == 0) num /= 2;
            else num = (num*3) + 1;
            answer++;
        }
        if(answer > 500) return -1;
        return answer;
    }
}

 

num에 대한 연산 결과가 계속 양수일 것이라고 생각해서 num > 1을 반복문 조건으로 하여 코드를 실행했다.

 

 

실행 결과

 

 

answer의 값이 500이상이어야 하는데 104에서 멈췄다.

이것은 n의 값에 문제가 있다는 뜻이다.

그래서 반복문이 실행될 때마다 변화하는 num의 값을 출력하여 살펴보았다.

 

 

변화하는 num 값 살펴보기 위해 수정한 솔루션

 

class Solution5{
	public int solution(int num) {
		int answer = 0;

		while(num > 1)
		{
			if(num%2 == 0) num /= 2; 
			else num = num * 3 + 1; 
			answer++;
            //num값을 확인하기 위한 출력문 추가
			System.out.printf("%d번째 num의 값 : %d\n", answer, num);
			if(answer > 500) {
				return -1;
			}
		}

		return answer;
	}
}

 

 

실행 결과

 

 

104번째 연산에서 num의 값이 음수로 변했다!!

num이 음수이기 때문에 num  > 1 조건에 위배되어 반복문이 멈추고 answer  = 104라는 결과값을 리턴하게 된 것이다.

 

 

num의 값이 음수로 변한 이유는?

 

바로 오버플로우가 났기 때문이다. 

int형은 -2147483648 ~ 2147483647 사이의 값만 저장 가능하다. 

그러므로 num을 더 큰 범위의 값을 저장할 수 있는 long형으로 데이터 타입을 변환시킨다.

int와 long의 차이점에 대해 제가 간단히 적은 글이 있으니 더 자세한 내용은 아래 글을 참고하시길 바랍니다.

https://ga0lee.tistory.com/30

[Java] 데이터 타입(자료형) - int와 long의 차이점

 

 

최종 솔루션

 

class Solution5{
	public int solution(int num) {
		int answer = 0;
		long n = num;
		while(n > 1)
		{
			if(n%2 == 0) n /= 2; 
			else n = n * 3 + 1; 
			answer++;
			if(answer > 500) {
				return -1;
			}
		}

		return answer;
	}
}

 

 

실행 코드

 

class Solution5{
	public int solution(int num) {
		int answer = 0;
		long n = num;
		while(n > 1)
		{
			if(n%2 == 0) n /= 2; 
			else n = n * 3 + 1; 
			answer++;
			if(answer > 500) {
				return -1;
			}
		}

		return answer;
	}
}
public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		
		int num = sc.nextInt();
		
		Solution5 sol = new Solution5();
		
		int answer = sol.solution(num);
		
		System.out.println(answer);
	}

}