素數的若干求解方法

2022-04-23 14:56:59 字數 1381 閱讀 1789

最直觀的方法,根據定義,因為質數除了1和本身之外沒有其他約數,所以判斷n是否為質數,根據定義直接判斷從2到n-1是否存在n的約數即可。c++**如下:

[cpp]view plain

copy

bool

isprime_1( 

intnum )  

上述判斷方法,明顯存在效率極低的問題。對於每個數n,其實並不需要從2判斷到n-1,我們知道,乙個數若可以進行因數分解,那麼分解時得到的兩個數一定是乙個小於等於sqrt(n),乙個大於等於sqrt(n),據此,上述**中並不需要遍歷到n-1,遍歷到sqrt(n)即可,因為若sqrt(n)左側找不到約數,那麼右側也一定找不到約數。c++**如下:

[cpp]view plain

copy

bool

isprime_2( 

intnum )  

3)另一種方法

首先看乙個關於質數分布的

規律:大於等於5的質數一定和6的倍數相鄰。例如5和7,11和13,17和19等等;

證明:令x≥1,將大於等於5的自然數表示如下:

······ 6x-1,6x,6x+1,6x+2,6x+3,6x+4,6x+5,6(x+1),6(x+1)+1 ······

可以看到,不在6的倍數兩側,即6x兩側的數為6x+2,6x+3,6x+4,由於2(3x+1),3(2x+1),2(3x+2),所以它們一定不是素數,再除去6x本身,顯然,素數要出現只可能出現在6x的相鄰兩側。這裡有個題外話,關於孿生素數,有興趣的道友可以再另行了解一下,由於與我們主題無關,暫且跳過。這裡要注意的一點是,在6的倍數相鄰兩側並不是一定就是質數。

根據以上規律,判斷質數可以6個為單元快進,即將方法(2)迴圈中i++步長加大為6,加快判斷速度,**如下:

[cpp]view plain

copy

bool

isprime_3( 

intnum )  

{  //兩個較小數另外處理

if(num ==2|| num==3 )  

return

1 ;  

//不在6的倍數兩側的一定不是質數

if(num %6!= 1&&num %6!= 5)  

return

0 ;  

inttmp =sqrt( num);  

//在6的倍數兩側的也可能不是質數

for(

inti= 5;i <=tmp; i+=6 )  

if(num %i== 0||num %(i+ 2)==0 )  

return

0 ;  

//排除所有,剩餘的是質數

return

1 ;  

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