素数问题自己之前也接触过,这里做一个系统的总结:

一、素数的判断
首先要明白什么是素数:
素数就是只能被1和自己整除的整数,不符合该条件的称为合数;

所以当我们判断一个数是否是素数的时候,最直接粗暴的算法就是对2~n-1进行枚举,如果存在约数k,满足n%k=0;
此时,这个数就不是素数,为合数;

但是该方法的时间复杂度到达了O(n),我们可以依据数学的特性进行化简;

对于一个k,我们可以由n/k=n/k变形为k*(n/k)=n,如果k满足n%k=0,则n%(n/k)=0也满足,因为n/k也为n的一个约数,对于k和n/k,必有一个小于sqrt(n)。所以对于我们来说,没必要枚举那么多,只需要枚举2~sqrt(n)范围,其中sqrt(n)向下取整;
此时算法那就优化到了O(sqrt(n));
所以判断素数的代码如下所示;

bool isPrime(int n){
    if(n<=1)
        return false;
    int sqr=(int)sqrt(1.0*n);
    for(int i=2;i<=sqr;i++){
        if(n%i==0)
            return false;
    }
    return true;
}

二、素数表
所谓素数表就是罗列出给定范围内的素数;
对于该问题,最简单的就是罗列范围内的每一个数,判断其是否为素数;
时间复杂度大概是O(n)*O(sqrt(n));

对于该问题,有更好的算法,称为埃氏筛法,核心就是一个筛字;
对于给定的序列,从2开始枚举,当一个数为素数的时候,剔除给定序列范围内2的倍数。并且每一步筛完之后遇到的第一个数必为素数(原因是如果不为素数,则证明有更小的因子,这和前面的操作冲突);
该算法复杂度为O(nloglogn)

const int maxn=101;
int prime[maxn],pNum=0;
bool p[maxn]={0};
void find_prime(){
    for(int i=2;i<maxn;i++){
        if(p[i]==false){
            prime[pNum++]=i;
            for(int j=i+i;j<maxn;j+=i){
                p[j]=true;
            }
        }
    }
}

我们可以利用vis bool数组来进行甄别该元素是否为素数;


宋霖轩
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