欧拉筛,埃筛

文章介绍了两种用于筛选素数的算法,分别是欧拉筛和埃筛。欧拉筛通过逐个检查并标记合数来找到素数,而埃筛则采用更直接的方法,将每个非素数的倍数都标记为合数。这两种算法在计算机科学中常用于处理素数相关的数学问题。

(自存)

1.欧拉筛

#include<stdio.h>
const int maxn=???;//确定区间 
int all[maxn];//字典,非素数标记为1 
int prime[maxn];//储存已经筛出来的素数,其中prime[1]=2
int p;

int main(){
	
	int i,j,k;
	all[0]=all[1]=1;
	for(i=2;i<=maxn;i++){
		if(!all[i]){
			prime[++p]=i;
		}
		for(j=1;j<=p&&prime[j]*i<=maxn;j++){
			all[prime[j]*i]=1;
			if(i%prime[j]==0){
				break;
			}
		}
	}



	return 0;
} 

2.埃筛

#include<stdio.h>
const int maxn=???;//确定区间 
int all[maxn];//字典,非素数标记为1 

int main(){
	
	int i,j,k;
	all[0]=all[1]=1;
	for(i=2;i<=maxn;i++){
		if(!all[i]){
			for(j=i+i;j<=maxn;j+=i){
				all[j]=1;	
			}
		}
	}



	return 0;
} 

### 法与欧拉法的实现与区别 #### 一、法(拉托斯特尼法) 法的核心思想是通过逐步标记合数来找出素数。具体来说,该方法会从最小的素数2开始,将所有2的倍数标记为合数;接着找到下一个未被标记的数(即下一个素数),再将其所有的倍数标记为合数,如此反复直到处理到目标范围的最大值。 以下是基于Python语言法实现: ```python def eratosthenes_sieve(n): is_prime = [True] * (n + 1) p = 2 while p * p <= n: if is_prime[p]: for i in range(p * p, n + 1, p): is_prime[i] = False p += 1 primes = [i for i in range(2, n + 1) if is_prime[i]] return primes ``` 上述代码中,`is_prime`列表用来记录某个索引对应的数值是否为素数[^1]。如果某数已被标记为非素数,则跳过其后续操作,从而减少不必要的计算开销。 #### 二、欧拉法(线性法) 欧拉法是对法的一种优化改进版本,主要解决了重复标记的问题。在法中,某些合数可能会被多次标记为非素数(例如,30会被2、3和5分别标记一次)。而欧拉法则引入了一个额外条件 `if(i % prime[j] == 0)` 来避免这种冗余操作[^3]。 下面是欧拉法的一个典型实现方式: ```python def euler_sieve(n): primes = [] is_not_prime = [False] * (n + 1) for i in range(2, n + 1): if not is_not_prime[i]: primes.append(i) for j in range(len(primes)): if i * primes[j] > n: break is_not_prime[i * primes[j]] = True if i % primes[j] == 0: break return primes ``` 在此代码片段里,当满足条件 `i % primes[j] == 0` 时立即退出循环,这是因为此时继续乘以更大的素数不会带来新的信息,反而会造成重复劳动。 #### 三、两种算法的主要差异 1. **时间复杂度** - 法的时间复杂度大约为O(n log log n),尽管效率较高但仍存在一定的冗余运算。 - 欧拉法则进一步降低了时间复杂度至接近O(n)[^2],因为它确保每个合数仅被唯一的一组因子组合所标记一次。 2. **空间复杂度** 两者均需占用O(n)的空间用于存储中间状态数据结构(如布尔数组或标志位集合)。 3. **执行速度** 由于减少了重复工作量,在实际应用场合下,欧拉通常表现得更快一些。 4. **适用场景** 对于较小规模的数据集或者精度要求不高的情况,可以直接采用简单的法;而对于大规模输入以及追求极致性能的应用环境,则推荐使用经过优化后的欧拉方案。 ---
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