素數之埃氏篩法 尤拉篩法

2021-10-02 13:25:05 字數 2345 閱讀 9137

判斷數n是否為乙個素數,基本方法為從2開始向後列舉,若n不能被2,3,4,…,n-1整除,則n為素數,該判斷方法的時間複雜度為o(n

)o(n)

o(n)

;更快的方法為,當列舉至n

\sqrt n

n​時即可判斷是否為素數,該判斷方法的時間複雜度為o(n

)o(\sqrt n)

o(n​)。

**如下:

//寫法1,其中sqrt函式位於標頭檔案,double sqrt(double a)

bool

isprime

(int n)

return

true;}

//寫法2,當n不接近int型上界時;或i以被定義為long long型別,不至於溢位

bool

isprime

(int n)

return

true

;}

!!!注意溢位問題。

對1~n依次判斷是否為素數,其列舉部分複雜度為o(n

)o(n)

o(n)

,判斷是否為素數部分為o(n

)o(\sqrt n)

o(n​

),因此總複雜度為o(n

n)

o(n\sqrt n)

o(nn​)

。當資料量小於105

10^5

105時,該演算法可行。

**如下:

cosnt int maxn =

101;

//表長

int prime[maxn]

, pnum =0;

//prime陣列存放所有素數,pnum為素數個數

bool p[maxn]=;

//p[i] == true表示i為素數

void

find_prime()

}}

對每個素數,劃去其所有倍數,剩下的即為素數。時間複雜度為o(n

logl

ogn)

o(nloglogn)

o(nlog

logn

)。當資料量小於107

10^7

107時可行,達到107

10^7

107附近的難以滿足。

舉例如下:對2~15進行判斷

**如下:

cosnt int maxn =

101;

//表長

int prime[maxn]

, pnum =0;

//prime陣列存放所有素數,pnum為素數個數

bool p[maxn]=;

//如果i為素數,則p[i] = false,否則為true

void

find_prime()

}}

注:優化,倍數的篩去從j=i

∗i

j=i*i

j=i∗

i開始,而不是i+i

i+ii+

i開始,因為i∗(

2至i−

1)

i*(2至i-1)

i∗(2至i

−1)在篩查2~i−1

i-1i−

1的倍數時已經被篩去。

提出背景:由於埃氏篩法在劃去倍數的過程中對於乙個合數可能進行了多次重複劃去,如對於合數30,當划去2,3,5倍數時均對其進行了操作,帶來了不必要的重複,進而導致複雜度上公升。

主要思想:為避免合數的重複篩查,對每個數,使其被它的最小質因數篩查掉(最小質因數具有唯一性)。

時間複雜度為o(n

)o(n)

o(n)

;當資料量小於108

10^8

108時合適。

**如下:

const

int maxn =

101;

//表長

int prime[maxn]

, pnum =0;

//prime陣列存放所有素數,pnum為素數個數

bool p[maxn]=;

//如果i為素數,則p[i] = false,否則為true

void

find_prime()

for(

int j =0;

(j < maxn)

&&(i * prime[j]

< maxn)

; j++)}

}

一些問題

[1]. 《演算法筆記》p160-162

[2]. 數論_尤拉篩法

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