leetcode-Count Primes

本文介绍了一种高效计算小于n的素数数量的方法。通过使用素数筛法,将时间复杂度从O(n^1.5)降低到O(nloglogn),并提供了具体的C++实现代码。

原题链接:https://leetcode.com/problems/count-primes/

我在github上的leetcode仓库:https://github.com/cooljacket/leetcodes

题意

计算比n小的素数的个数

判断一个数字是否为素数的时间复杂度是 O(n) ,如果直接做,总的时间复杂度就是 O(n1.5) ,这个略慢。

思路

如果n可以在打表的容纳范围内,用素数筛法就可以了!时间复杂度将会降为O(nlog log n),至于为什么是,可以用数学证明的,参考wiki:https://en.wikipedia.org/wiki/Sieve_of_Eratosthenes#Computational_analysis

代码

/*
问题要求:
计算比n小的素数的个数

判断一个数字是否为素数的时间复杂度是O(sqrt(n)),如果直接做,总的时间复杂度就是O(n^1.5),这个太慢了
*/
class Solution {
public:
    // 如果n不是很大的话,就直接用筛法,打表,复杂度为O(nlog n),至于为什么是这样のlater
    int countPrimes(int n) {
        vector<bool> isPrime(n, true);
        int cnt = 0;
        for (int i = 2; i < n; ++i) {
            if (!isPrime[i])
                continue;
            ++cnt;
            for (int j = (i << 1); j < n; j += i)
                isPrime[j] = false;
        }
        return cnt;
    }
};
LeetCode 中,“寻找宝藏”这一主题通常不是直接以字面意义出现的,而是通过一些与路径探索、地图遍历、机关触发等相关的题目来体现。以下是一些与“寻找宝藏”概念相关的题目及其解法思路: ### 3. 二维迷宫中寻找宝藏的路径问题 LeetCode 中有一些题目以迷宫、地图、路径搜索的形式出现,例如“迷宫”、“迷宫 II”、“迷宫 III”等。这些题目中,通常用字符 `'S'` 表示起点(入口),`'T'` 表示终点(宝藏位置),需要找到从起点到终点的最短路径或判断是否可达。这类问题通常使用广度优先搜索(BFS)或深度优先搜索(DFS)进行求解。 示例题目:LeetCode 505. The Maze II 解法要点:使用 BFS 遍历迷宫,记录每个点的最短路径长度,最终返回到达目标点的最短路径。 ### 130. 被机关保护的宝藏问题 类似于引用中提到的“宝藏被机关保护”的设定,LeetCode 中存在一些题目要求必须满足某些前置条件才能解锁目标。例如: - LeetCode 1293. Shortest Path in a Grid with Obstacles Elimination 在这个题目中,允许移除一定数量的障碍物(相当于触发机关),从而找到通往目标的路径。 解法要点:扩展的 BFS,状态包括坐标位置和剩余可移除障碍数[^3]。 ### 204. 计数质数(类比“筛选宝藏”) 虽然与字面意义的“宝藏”无关,但埃氏筛法(Sieve of Eratosthenes)的思路可以类比为“筛选出有价值的数(质数)”,在 LeetCode 中广泛用于优化计数问题。例如: - LeetCode 204. Count Primes 使用埃氏筛法高效筛选出小于 n 的所有质数,时间复杂度为 O(n log log n)[^5]。 ### 示例代码:埃氏筛法实现 ```java class Solution { public int countPrimes(int n) { int[] isPrime = new int[n]; int ans = 0; Arrays.fill(isPrime, 1); for (int i = 2; i < n; i++) { if (isPrime[i] == 1) { ans++; if ((long) i * i < n) { for (int j = i * i; j < n; j += i) { isPrime[j] = 0; } } } } return ans; } } ``` ###
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