C语言-详细讲解-P1217 [USACO1.5] 回文质数 Prime Palindromes

目录

1.题目要求

2.题目解读 

3.代码实现


1.题目要求

2.题目解读 

这道题主要考察了如何求回文数以及如何求质数,求质数可以看我之前的帖子C语言-详细讲解-6个代码让你素数问题从入门到精通

这里我们主要来看如何求回文数

3.代码实现

#include <stdio.h>
#include <math.h>

// 判断一个数是否为质数
int is_prime(int num) {
    if (num < 2) return 0;  // 小于2的数不是质数
    if (num == 2) return 1;  // 2是质数
    if (num % 2 == 0) return 0;  // 大于2的偶数不是质数
    for (int i = 3; i <= (int)sqrt(num); i += 2) {  // 从3开始,以2为步长,遍历到num的平方根
        if (num % i == 0) return 0;  // 如果能被整除,不是质数
    }
    return 1;  // 遍历完没被整除,是质数
}

// 判断一个数是否为回文数
int is_palindrome(int num) {
    int original = num;
    int reversed_num = 0;
    while (num > 0) {
        //将 reversed_num 左移一位(乘以 10),然后加上 num 的最低位数字(num % 10)。这样就逐步构建出了原数的反转数字。
		reversed_num = reversed_num * 10 + num % 10;
        //这一步将 num 缩小 10 倍,去掉已经处理过的最低位数字,以便下一次循环处理更高位的数字。
        num /= 10;
    }
    return original == reversed_num;
}

int main() {
    int a, b;
    scanf("%d %d", &a, &b);
    // 确保a从奇数开始(因为除2外偶数不是质数)
    if (a % 2 == 0) a++;
    for (int num = a; num <= b; num += 2) {  // 只遍历奇数
        if (is_palindrome(num) && is_prime(num)) {
            printf("%d\n", num);
        }
    }
    return 0;
}

***新人博主创作不易,希望大家多多点赞关注呀~ 

### USACO P1217 Prime Palindromes 的 Java 实现 以下是基于枚举方法并结合回文数构造的方式实现的一个高效解决方案。此方案利用了回文数的特性以及质数判断算法,从而避免了大量的冗余计算。 #### 方法概述 为了提高效率,可以先生成给定范围内所有的回文数,再逐一验证这些回文数是否为质数。这种方法显著减少了需要测试的数量,因为大多数非回文数可以直接排除[^4]。 #### AC代码 (Java) ```java import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.Scanner; public class Main { public static void main(String[] args) { Scanner scanner = new Scanner(System.in); int a = scanner.nextInt(); int b = scanner.nextInt(); List<Integer> result = findPalindromePrimes(a, b); for (int num : result) { System.out.println(num); } } private static boolean isPrime(int n) { if (n < 2) return false; if (n == 2 || n == 3) return true; // 特殊情况处理 if (n % 2 == 0 || n % 3 == 0) return false; for (int i = 5; i * i <= n; i += 6) { // 跳过偶数和能被3整除的数 if (n % i == 0 || n % (i + 2) == 0) return false; } return true; } private static List<Integer> generatePalindromes(int length) { List<Integer> palindromes = new ArrayList<>(); if (length == 1) { for (int i = 0; i <= 9; i++) { palindromes.add(i); } return palindromes; } int halfLength = (length + 1) / 2; int start = (int) Math.pow(10, halfLength - 1); int end = (int) Math.pow(10, halfLength); for (int prefix = start; prefix < end; prefix++) { String s = Integer.toString(prefix); StringBuilder sb = new StringBuilder(s); if (length % 2 == 0) { sb.append(new StringBuilder(s).reverse()); } else { sb.append(new StringBuilder(s.substring(0, s.length() - 1)).reverse()); } palindromes.add(Integer.parseInt(sb.toString())); } return palindromes; } private static List<Integer> findPalindromePrimes(int a, int b) { List<Integer> primes = new ArrayList<>(); for (int len = 1; len <= 8 && Math.pow(10, len - 1) <= b; len++) { List<Integer> candidates = generatePalindromes(len); // 构造长度为len的所有回文数 for (int candidate : candidates) { if (candidate >= a && candidate <= b && isPrime(candidate)) { primes.add(candidate); } } } return primes; } } ``` --- #### 关键点解释 1. **回文数生成逻辑**: 使用 `generatePalindromes` 函数动态生成指定长度的回文数。对于奇数长度的回文数,中间字符不重复;而对于偶数长度,则完全对称。 2. **质数检测优化**: 利用了跳过偶数和能被3整除的数的方法,并进一步缩小循环范围至平方根级别 \( \sqrt{n} \)。 3. **边界条件处理**: 需要特别注意上下界 `[a, b]` 和最大可能值 \(10^8\) 的约束条件[^2]。 --- #### 时间复杂度分析 由于只针对回文数进行质数检验,而且回文数数量远少于总自然数数量,因此该算法的时间复杂度相较于暴力解法大幅降低。具体时间复杂度取决于区间大小和回文数分布密度。 ---
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