USACO 1.6 Prime Palindromes 回文质数

本文探讨了在指定范围内寻找既是质数又是回文数的整数问题。通过改进质数判断方法并采用深度优先搜索生成回文数,最终实现了高效求解。文章详细介绍了算法设计思路与实现细节。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

题目大意


给出a, b(5 <= a , b <= 100,000,000),求a,b区间内的所有为质数的回文数。

 

样例输入&输出


sample input 

5 500

sample output

5

7

11

101

131

151

181

191

313

353

373

383

 

分析&反思


有意义的一题。关键在于回文和质数的判断。

首先我秒想到了筛质数,但有些忘记,便去复习,复习结果下一篇写。总之九位数的数组空间开不出来。

然后决定改良质数的判定,于是用遍历因数至平方根,which又复习了sqrt( )函数,结果一波时间换空间,超时,只过6个点。

然后我把判回文放在了判质数的前面,如此一想的确判回文更好判,超时,过了8个点。

于是我点开了hint1,短短几个词:Generate the palindromes and see if they are prime.

哎,超时的原因就是每个数都去判断,实际上大部分的数和这两个条件根本不沾边。

想方设法的造回文,剪枝,用dfs。dfs细节:

1. dfs的终止状态一般不是到界,而是越界,> n+1什么的不是很常见么。

2. 上一题是输出答案忘了0,这一题是往回文数里填数时忘了0。不是遍历的不要想当然的把0扔了。切记啊!

 

代码


#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<iostream>
#include<cmath>
#include<algorithm>
using namespace std;

int a, b;
//int prime[10000002], tot, v[100000002];

/*void getlist(int size) {
	memset(v, 1, sizeof(v));
	v[1] = 0;
	for(int i = 2; i <= size; i++) {
		if(v[i]) prime[++tot] = i;
		for(int j = 1; j <= tot && i*prime[j] <= size; j++) {
			v[i*prime[j]] = 0;
			if(i%prime[j] == 0) break;
		}
	}
}*/

int isprime(int x) {
	int top = (int)sqrt(x)+1;
	for(int i = 2; i <= top; i++) 
		if(x%i == 0) return 0;
	return 1;
}

/*int check(int x) {
	int len = 1, num[20];
	memset(num, 0, sizeof(num));
	
	num[1] = x;
	for(;;) {
		if(num[len] < 10) break;
		num[len+1] = num[len] / 10;
		num[len] = num[len] % 10;
		len++;
	}
	
	int s = 1;
	while(len > s) {
		if(num[len] != num[s]) return 0;
		len--;
		s++;
	}
	return 1;
}*/

int num[10], flag = 0;
int ans[1000002], cnt;
void dfs(int f, int t, int len) {
	if(flag) return;
	if(f-t < 0) {
		int x = 0;
		for(int i = len; i; i--) x = x*10 + num[i];
		if(x > b) {
			flag = 1;
			return;
		}
		if(isprime(x) && x >= a) ans[++cnt] = x;
		return;
	}
	for(int i = 0; i < 10; i++) {
		num[f] = num[t] = i;
		dfs(f-1, t+1, len);
		num[f] = num[t] = 0;
		if(flag) return;
	}
}

int main() {
	
	freopen("pprime.in", "r", stdin);
	freopen("pprime.out", "w", stdout);
	
	cin >> a >> b;
	//getlist(b+2);
	int weia = 0, aa = a;
	while(aa) {
		weia++;
		aa /= 10;
	}
	
	for(int len = weia; len < 9; len++) dfs(len, 1, len);
	
	sort(ans+1, ans+cnt+1);
	for(int i = 1; i <= cnt; i++) cout << ans[i] << endl;
	
	return 0;
}

备注


a不了的时候要耐心,看似一脸懵逼的问题,交给时间,总会迎刃而解的。加油。

 

 

 

 

 

### 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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