求 0 N 內有多少個素數

2022-08-10 09:54:17 字數 1831 閱讀 9037

問題:求 0-n 內素數的個數。

預備知識

什麼是素數:素數(又叫質數),與之相反的是合數。素數的因數只有 1他本身,例如:7 = 1 * 7。而 6 = 1 * 6 = 2 * 3,因此6不是素數。 規定:0 和 1 既不是 素數 也不是 合數。

判斷素數:如果乙個數 x 是素數,那麼在整數範圍 [2,√x ] 之間,找不到任何能整除x 的整數。為什麼只需要嘗試到 √x ,而不是 n-1 呢?(肯定不是n呀,因為n是他本身,判斷 n 就和判斷 1 一樣,沒有意義的)。

√x 的由來:乙個正數 n ,可以表示成:n = √n * √n 。n 的兩個因數有以下兩種可能:• 兩個因數都為 √n •乙個因數大於 √n,另乙個因數一定小於 √n。如果我們在 2 到 √n 之間找不到乙個因數的話,那麼對應的在 √n 到 n-1 的範圍內 絕對也找不到另外乙個因數。而素數所期待的不正是 2 到 n-1 的範圍內找不到兩個因數,只希望因數為 1 和 n 嗎?

1

public

void countprime_1(int

n) 19}20

}2122/**

23* 此部分內容在接下來將不寫

24*/

25int count = 0;

26//

下標從2開始,是因為 1 不是素數也不是合數,沒有必要判斷

27for (int i = 2; i <= n; i++) 32}

33 }

注意:在第10行中的for迴圈內,使用的是 j * j <= i ,而不是 j <= sqrt(i)。原因:第一:sqrt是用來處理浮點數的,而浮點數的計算速度遠遠慢於integer。第二,函式呼叫也會造成時間的浪費。第三:浮點數的儲存誤差可能引出致命錯誤,如  sqrt(9)  可能等於 2.9999999 ,那麼 int(sqrt(9)) 就等於2 而不是3。篩選法:在一張紙上寫上 1-n 全部整數,然後逐個判斷是否為素數,找出乙個非素數,就把它挖掉,最後剩下的就是素數。

具體做法如下:

先將 1 挖掉(因為1不是素數)

用 2 去除它後面的各個數,把能被 2 整除的數挖掉,即把 2 的倍數挖掉

用 3 去除它後面各數,把 3 的倍數挖掉

分別用 4、5 等數作為除數去除這些數以後的各數。這個過程一直進行到在除數後面的數已全被挖掉為止

剩下的數就是素數

1

public

void countprime_2(int

n) 20}21

}22}23 }

對於乙個數p,會依次去除p*p  ,  p*(p+1) , p*(p+2) .... p*(p+k)【p*(p+k)<=n】

前面不是說要去除 p 的所有倍數的嗎?那p*2 ,p*3,p*4 ... p*(p-1)怎麼不去除呢?

他們已經被去除了。因為當前我們要消去 p 的倍數,那麼,之前一定去除了2  3  4  ...p-3 , p-2 ,p-1的這些數 的倍數,舉個例子:之前一定去除了 2*p  3*p  4*p  (p-1)*p。所以 , 當想去除p的倍數時,如果我們還是去除 p*2  p*3  p*4  p*(p-1)  那麼豈不是與 我們去除2的倍數時 會去除 2*p 、去除3的倍數時 會去除 3*p、去除4的倍數時 會去除 4*p  重複了 ???

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