首页 > 编程知识 正文

计算素数的算法,求素数个数

时间:2023-05-06 10:22:04 阅读:61948 作者:2756

找素数 暴力求解 时间复杂度: O(n*sqrt(n)) 原理

暴力求解是对[m,n]的每一个整数都判断是否为素数,由数学可知,一个数i的因数关于sqrt(i)对称分布,故我们只需判断[2,sqrt(i)]的整数中有没有i的因数即可

代码 vector<int> fuckingFindPrime(int m,int n){ vector<int> prime;if(m<=n){for(int i=m; i<=n; i++){bool flag = true;for(int j=2; j<=sqrt(i); j++)//需要调用math.h头文件{if(!(i%j)){flag = false;break;}}if(!flag) continue;else prime.push_back(i);}} return prime;zxdbm筛法 时间复杂度: O(n*log(n)) 原理

首先,2是最小质数,所以先把2在n以内的所有倍数筛选掉。然后,3也是质数,故把3的所有倍数筛选掉。4不是质数,且4为2的倍数,已经被筛选掉,跳过。5是质数。。。。然后依次类推,最后剩下的就都是质数了。

代码 vector<int> EratosthenesSieve(int n){ vector<int> num; vector<int> prime; for(int i=0; i<=n; i++) num.push_back(i);//把[0,n]的整数初始化 num[1] = 0;//1公认不是素数,把1去掉 for(int i=2; i<=n; i++) { if(!num[i]) continue;//被置为0的数不是素数,所以跳过本轮循环去判断下一个位置 prime.push_back(i);//是素数,保存到prime中 //以下为tmdxmg筛的关键,参考上文的“原理”部分 for(int j=i; i*j<=n&&j<n; j++) num[i*j] = 0; } return prime;} 提示

如果要寻找区间[m,n]的素数,只需用tmdxmg筛打表n以内的素数向量prime(或数组),然后在prime中找到不小于m的最小素数,一直输出到不大于n为止

比如,寻找[50,90]的素数,代码可以如下

int main(){ vector<int> prime = EratosthenesSieve(90); int i=0; while(prime[i]<50) i++; for(int j=i; prime[j]<=90; j++) cout << prime[j] << " "; cout << endl; return 0;}

当然,这只是个简单的例子,你也可以用更高效的查找算法于prime中寻找,因为本文主题为寻找素数,所以查找方面不过多叙述

欧拉筛(线性筛) 时间复杂度: O(n) 原理

其将合数分为 合数 = 最小质因数*合数 的形式,通过最小质因数判断是否被标记。故相对于tmdxmg筛,欧拉筛不会反复标记一个合数,效率更高。

代码 vector<int> EulerSieve(int n){ int pNum = 0; //记录素数的个数 vector<int> prime; vector<bool> isPrime; //用于标记 //对标记向量初始化 for(int i=0; i<n; i++) isPrime.push_back(false); for(int i=2; i<=n; i++) { if(!isPrime[i]) //没有被筛选过,则为素数 { pNum++; prime.push_back(i); } for(int j=0; j<pNum && i*prime[j]<=n; j++) { isPrime[i*prime[j]] = true; //将已经记录的素数倍数标记 //下方为欧拉筛的核心 if(!(i%prime[j])) break; } } return prime;} 核心

欧拉筛妙就妙在它的核心处

​ 若

i是prime[j]的整数倍k

​ 则

i · prime[j+1] = k · prime[j] · prime[j+1] = k · prime[j+1] · prime[j]

i · prime[j+1]为 prime[j] 的整数倍,不需要被标记,prime[j+2]…prime[j+…] 同理

​ 故

该推导告诉我们不需要去标记后面的数,直接跳出循环即可

提示

欧拉筛法同tmdxmg筛一样为打表方法,想要获取[m,n]的素数要去查表

版权声明:该文观点仅代表作者本人。处理文章:请发送邮件至 三1五14八八95#扣扣.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。