アルゴリズムとプログラミング

基本情報技術者試験数値演算」の問題

アルゴリズムとプログラミングアルゴリズムとプログラミング計算問題難易度:hard
次の擬似言語は、正整数 n に対し、偶数なら 2 で割り、奇数なら 3 倍して 1 を足す操作を n が 1 になるまで繰り返し、その操作回数(ステップ数)を返す手続である。mod は剰余、「÷ の商」は整数除算を表す。n = 7 を与えて実行したとき、戻り値(ステップ数)はどれか。
○整数型: steps(整数型: n)
  整数型: cnt ← 0
  while (n が 1 でない)
    if (n mod 2 が 0 と等しい)
      n ← (n ÷ 2) の商
    else
      n ← 3 × n + 1
    endif
    cnt ← cnt + 1
  endwhile
  return cnt
7 回
16 回
52 回
11 回
正解
16 回

7 から偶数なら半分・奇数なら 3 倍+1 を繰り返すと 16 回の操作で 1 に到達する。cnt=16 となるため イが正しい。

?選択肢ごとの解説

ア ×開始値 7 をそのままステップ数と取り違えた誤りである。値とステップ数は無関係である。
イ ○7 から偶数なら半分・奇数なら 3 倍+1 を繰り返すと 16 回の操作で 1 に到達する。cnt=16 となるため イが正しい。
ウ ×途中で現れる最大値 52 をステップ数と取り違えた、数列の値と回数を混同した誤りである。
エ ×奇数操作だけを数えるなど一部のステップを数え落とした 11 回とする集計漏れの誤りである。

くわしく

コラッツ操作では偶奇で分岐し値が増減する。ステップ数は数列の長さ(1 を除く遷移回数)であり、出現する値の大小とは独立に数える必要がある。

本番での押さえどころ

試験のコツ

n の変化を矢印で書き出し、矢印の本数=ステップ数として数える。

覚え方

『偶数は半分、奇数は 3 倍足す 1』を唱え、1 になるまでの矢印を数える。

よくある誤り

数列中の最大値や開始値をステップ数と取り違える、1 に到達した時点のカウント有無を誤るミスが多い。

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