Usaco 1.5.2 回文质数(Prime Palindromes)

本文介绍了一道算法题目——求解指定区间内的回文质数,并提供了Pascal语言实现的示例代码。讨论了两种解决策略:生成素数后再判断回文特性,或生成回文数后再检查其是否为质数。

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题目:

 回文质数

来源:

 Usaco1.5.2

题目大意:

 求[a,b]内的既是回文又是质数的数,按升序排列输出

数据范围:

 5 <= a < b <= 100,000,000

样例:

 5 500
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5
7
11
101
131
151
181
191
313
353
373
383

做题思路:

 根据题意,方法就是先生成素数再判断回文或者先生成回文再判断素数

 第一个方法经实验由于一亿的数据,超空间

 第二个方法提示中给出了个生成回文的方法,好好利用

知识点:

 质数判断、生成回文

{
ID:Dount Nameless
TASK:pprime
LANG:PASCAL
}
const
 q:array[1..9]of longint=(10,0,100,0,1000,0,10000,0,100000);
var
 n,i,j,k,l,r:longint;
 s:string;
function pd(x:longint):boolean;
var i:longint;
begin
 pd:=true;
  fori:=2 to trunc(sqrt(x)) do if x mod i=0 then exit(false);
end;
begin
 assign(input,'pprime.in');reset(input);
 assign(output,'pprime.out');rewrite(output);
 readln(l,r);
 n:=1;
  fori:=1 to 9 do
   ifi mod 2=1 then{<生成回文>}
   while n<q[i] do
   begin
     str(n,s);
     j:=Length(s)-1;
     while j>=1 do
     begin
       s:=s+s[j];
       dec(j);
     end;
     val(s,k);
     if (l<=k)and(r>=k)and pd(k) then writeln(k);{<判断是否是素数>}
      inc(n);
   end else if (i=2)and(l<=11)and(r>=11) then writeln('11');{<偶数长度的特例>}
 close(input);close(output);
end.
题目来源: http://ace.delos.com/usacoprob2?a=RexmW8CclSt&S=pprime

### 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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