[java]埃拉托斯特尼筛法检定素数

本文详细介绍了埃拉托斯特尼筛法的基本原理及其实现过程,通过Java源码展示了如何高效地找出指定范围内所有素数。包括算法概述、代码解析以及运行结果分析。

埃拉托斯特尼筛法,简称埃氏筛或爱氏筛,是一种由希腊数学家埃拉托斯特尼所提出的一种简单检定素数的算法。要得到自然数n以内的全部素数,必须把不大于根号n的所有素数的倍数剔除,剩下的就是素数。

给出要筛数值的范围n,找出以内的素数。先用2去筛,即把2留下,把2的倍数剔除掉;再用下一个质数,也就是3筛,把3留下,把3的倍数剔除掉;接下去用下一个质数5筛,把5留下,把5的倍数剔除掉;不断重复下去......。

java源码:

package test1.number;

public class Eratosthenes {
	public static void main(String[] args) {
		int max = 20; 
		try {
			max = Integer.parseInt(args[0]);
		} 
		catch (Exception e) {
		} 

		boolean[] isprime = new boolean[max + 1];

		for (int i = 0; i <= max; i++)
			isprime[i] = true;

		isprime[0] = isprime[1] = false;

		int n = (int) Math.ceil(Math.sqrt(max)); 

		for (int i = 0; i <= n; i++) {
			if (isprime[i]) 
				for (int j = 2 * i; j <= max; j = j + i)
					isprime[j] = false; 
		}

		int largest;
		for (largest = max; !isprime[largest]; largest--); 

		System.out.println("The largest prime less than or equal to " + max
				+ " is " + largest);
	}

}

运行结果:


转载于:https://my.oschina.net/tht/blog/658513

### 埃拉托斯特尼筛法实现素数查找 埃拉托斯特尼筛法是一种高效的算法,用于生成指定范围内的素数列表。其核心思想是通过标记合数的方式逐步筛选出素数[^1]。以下是该算法的详细描述及其实现示例。 #### 算法描述 埃拉托斯特尼筛法的基本步骤如下: 1. 创建一个布尔数组 `is_prime`,长度为 `n+1`,初始值全部设为 `true`。 2. 将数组中的索引 `0` 和 `1` 的值设置为 `false`,因为它们不是素数。 3. 从第一个素数 `2` 开始,将所有 `2` 的倍数标记为 `false`(即非素数)。 4. 找到下一个未被标记为 `false` 的数字,将其视为素数,并将其所有倍数标记为 `false`。 5. 重复上述过程,直到处理完不大于根号 `n` 的所有数字。 6. 最终,数组中值为 `true` 的索引即为素数。 #### Python 实现示例 以下是一个使用 Python 实现埃拉托斯特尼筛法的代码示例: ```python def sieve_of_eratosthenes(n): is_prime = [True] * (n + 1) is_prime[0] = is_prime[1] = False # 0 和 1 不是素数 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(n + 1) if is_prime[i]] return primes # 示例:查找 50 以内的所有素数 print(sieve_of_eratosthenes(50)) ``` #### C# 实现示例 以下是一个使用 C# 实现埃拉托斯特尼筛法的代码示例[^2]: ```csharp using System; class Program { static void Main() { int max = 50; bool[] isPrime = new bool[max + 1]; for (int i = 0; i <= max; i++) isPrime[i] = true; isPrime[0] = isPrime[1] = false; for (int p = 2; p * p <= max; p++) { if (isPrime[p]) { for (int multiple = p * p; multiple <= max; multiple += p) { isPrime[multiple] = false; } } } Console.WriteLine("Primes up to " + max + ":"); for (int i = 2; i <= max; i++) { if (isPrime[i]) Console.Write(i + " "); } } } ``` #### Java 实现示例 以下是一个使用 Java 实现埃拉托斯特尼筛法的代码示例[^4]: ```java public class Eratosthenes { public static void main(String[] args) { int max = 50; boolean[] isPrime = new boolean[max + 1]; for (int i = 0; i <= max; i++) isPrime[i] = true; isPrime[0] = isPrime[1] = false; for (int p = 2; p * p <= max; p++) { if (isPrime[p]) { for (int multiple = p * p; multiple <= max; multiple += p) { isPrime[multiple] = false; } } } System.out.println("Primes up to " + max + ":"); for (int i = 2; i <= max; i++) { if (isPrime[i]) System.out.print(i + " "); } } } ``` ### 时间复杂度与空间复杂度 埃拉托斯特尼筛法的时间复杂度为 \(O(n \log(\log n))\),其中 \(n\) 是给定范围的上限[^1]。空间复杂度为 \(O(n)\),主要用于存储布尔数组 `is_prime`。
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