POJ 2689 Prime Distance

本文介绍了一种高效算法,用于在指定范围内寻找距离最近及最远的相邻素数对。通过优化的筛法,包括欧拉筛法和埃氏筛法的结合使用,解决了大数据量下的素数对查找问题。

The branch of mathematics called number theory is about properties of numbers. One of the areas that has captured the interest of number theoreticians for thousands of years is the question of primality. A prime number is a number that is has no proper factors (it is only evenly divisible by 1 and itself). The first prime numbers are 2,3,5,7 but they quickly become less frequent. One of the interesting questions is how dense they are in various ranges. Adjacent primes are two numbers that are both primes, but there are no other prime numbers between the adjacent primes. For example, 2,3 are the only adjacent primes that are also adjacent numbers.
Your program is given 2 numbers: L and U (1<=L< U<=2,147,483,647), and you are to find the two adjacent primes C1 and C2 (L<=C1< C2<=U) that are closest (i.e. C2-C1 is the minimum). If there are other pairs that are the same distance apart, use the first pair. You are also to find the two adjacent primes D1 and D2 (L<=D1< D2<=U) where D1 and D2 are as distant from each other as possible (again choosing the first pair if there is a tie).
Input

Each line of input will contain two positive integers, L and U, with L < U. The difference between L and U will not exceed 1,000,000.
Output

For each L and U, the output will either be the statement that there are no adjacent primes (because there are less than two primes between the two given numbers) or a line giving the two pairs of adjacent primes.
Sample Input

2 17
14 17
Sample Output

2,3 are closest, 7,11 are most distant.
There are no adjacent primes.

题意
在L~R(含端点)的区间内找出距离最近的一对素数和距离最远的一对素数


思路
数据量比较大,常规筛法解决不了。优化一下。 题目保证R-L<=1000000,统计这个区间的素数就行,先找到这个区间所有的数的最小素因子,即用欧拉筛法筛到sqrt(2^31)就行了,再用得到的素数加上埃氏筛法筛出L~R区间内的素数。之后对该区间的素数扫描一遍,记录距离最近的一对素数和距离最远的一对素数。
#include<cstdio>
#include<cstring>
#define N 50000
#define DIS 1000005
#define INF 0x3f3f3f3f
using namespace std;
typedef long long int LL;
int prime[N];
int prime2[DIS];
int isnotprime[DIS];
void EulerSeiv()   //欧拉筛法
{
    for(int i=2; i<N; i++)   
    {
        if(!prime[i])
            prime[++prime[0]]=i;   //prime[0]记录该数组有多少个数
        for(int j=1; j<=prime[0]&&i*prime[j]<N; j++)
        {
            prime[i*prime[j]]=true;   
            if(i%prime[j]==0)
                break;
        }
    }
}
void GetPrime(int L,int R)
{
    memset(isnotprime,0,sizeof(isnotprime));  // 标记数组
    if(L<2)
        L=2;
    for(int i=1; i<prime[0]&&(LL)prime[i]*prime[i]<=R; i++) // 加long long 防溢出
    {
        int s=L/prime[i]+(L%prime[i]!=0);      //向上取整
        if(s==1)     
            s=2;                               // 防止把prime数组中的数筛掉
        for(int j=s; (LL)j*prime[i]<=R; j++)
            if((LL)j*prime[i]>=L)              // 防止下标越界
                isnotprime[j*prime[i]-L]=true; // 标记该区间不是素数的数,压缩空间,或者理解为偏移处理,偏移量为a   
    }
    prime2[0]=0;                               
    for(int j=0; j<=R-L; j++)                  // 统计该区间的素数
        if(!isnotprime[j])
            prime2[++prime2[0]]=j+L;           
}

int main()
{
    int L,R;
    EulerSeiv();
    while(scanf("%d%d",&L,&R)!=EOF)
    {
        GetPrime(L,R);
        int Lmax=0,Rmax=0,Lmin=0,Rmin=INF,dis;
        if(prime2[0]<2)
            puts("There are no adjacent primes.");
        else
        {
            for(int i=2; i<=prime2[0]; i++)
            {
                dis=prime2[i]-prime2[i-1];
                if(Rmin-Lmin>dis)
                {
                    Rmin=prime2[i];
                    Lmin=prime2[i-1];
                }
                if(Rmax-Lmax<dis)
                {
                    Rmax=prime2[i];
                    Lmax=prime2[i-1];
                }
            }
            printf("%d,%d are closest, %d,%d are most distant.\n",Lmin,Rmin,Lmax,Rmax);
        }
    }
    return 0;
}

摘抄于该大佬的博客:here

潮汐研究作为海洋科学的关键分支,融合了物理海洋学、地理信息系统及水利工程等多领域知识。TMD2.05.zip是一套基于MATLAB环境开发的潮汐专用分析工具集,为科研人员与工程实践者提供系统化的潮汐建模与计算支持。该工具箱通过模块化设计实现了两大核心功能: 在交互界面设计方面,工具箱构建了图形化操作环境,有效降低了非专业用户的操作门槛。通过预设参数输入模块(涵盖地理坐标、时间序列、测站数据等),用户可自主配置模型运行条件。界面集成数据加载、参数调整、可视化呈现及流程控制等标准化组件,将复杂的数值运算过程转化为可交互的操作流程。 在潮汐预测模块中,工具箱整合了谐波分解法与潮流要素解析法等数学模型。这些算法能够解构潮汐观测数据,识别关键影响要素(包括K1、O1、M2等核心分潮),并生成不同时间尺度的潮汐预报。基于这些模型,研究者可精准推算特定海域的潮位变化周期与振幅特征,为海洋工程建设、港湾规划设计及海洋生态研究提供定量依据。 该工具集在实践中的应用方向包括: - **潮汐动力解析**:通过多站点观测数据比对,揭示区域主导潮汐成分的时空分布规律 - **数值模型构建**:基于历史观测序列建立潮汐动力学模型,实现潮汐现象的数字化重构与预测 - **工程影响量化**:在海岸开发项目中评估人工构筑物对自然潮汐节律的扰动效应 - **极端事件模拟**:建立风暴潮与天文潮耦合模型,提升海洋灾害预警的时空精度 工具箱以"TMD"为主程序包,内含完整的函数库与示例脚本。用户部署后可通过MATLAB平台调用相关模块,参照技术文档完成全流程操作。这套工具集将专业计算能力与人性化操作界面有机结合,形成了从数据输入到成果输出的完整研究链条,显著提升了潮汐研究的工程适用性与科研效率。 资源来源于网络分享,仅用于学习交流使用,请勿用于商业,如有侵权请联系我删除!
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