Prime Palindromes( 素数回文) C++实现

本文介绍了一种C++程序来找到指定范围内的素数回文,通过优化算法提高了程序效率,解决了时间限制问题。程序首先判断数字是否为回文,然后判断是否为素数,特别地,只考虑奇数位的回文,并排除偶数位回文,因为它们不能是素数。最后,程序在给定的时间限制内成功完成任务。

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 Prime Palindromes

Time limit:     15sec.     Submitted:     10679
Memory limit:     32M     Accepted:     1958
Source: USACO Gateway

The number 151 is a prime palindrome because it is both a prime number and a palindrome (it is the same number when read forward as backward). Write a program that finds all prime palindromes in the range of two supplied numbers a and b (5 <= a < b <= 1000,000,000); both a and b are considered to be within the range .
Input

Line 1: Two integers, a and b
Output

The list of palindromic primes in numerical order, one per line.
Sample Input

5 500

Sample Output

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



开始拿到题目的时候,一看。恩!挺简单的,于是边哗啦啦地开始coding。
很快,代码写好了。
首先我们先判断以下一个数是不是素数,这个就暂时想到朴素素数法了。
bool is_primer(const unsigned int number)
 28 {
 29     int i;
 30     unsigned int sqrt_num;
 31     sqrt_num = sqrt(number + 1);
 32     for(i = 3; i <= sqrt_num; i += 2)
 33     {
 34         if((number % i) == 0)
 35           return false;
 36     }
 37     return true;
 38 }
接下来就是该写palindromele了, 自己也没有多考虑,就是按正常的方法直接把函数写完,如下所示:
bool is_palindrome(const unsigned int number)
 41 {
 42     int button , top, middle;
 43     unsigned int temp = number;
 44     button = top = 0;
 45     int i = 0;

### 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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