PTA 乙级1007 素数对猜想 (20 分)

本文探讨了素数对猜想,即是否存在无穷多对相邻且差为2的素数。通过编程实现,使用筛法找出小于N的所有素数,并判断其差值是否为2,从而计算满足猜想的素数对数量。

1007 素数对猜想 (20 分)
让我们定义d
​n
​​ 为:d​n​ =p​n+1 −p​n ,其中p​i是第i个素数。显然有d1 =1,且对于n>1有d​n
​​ 是偶数。“素数对猜想”认为“存在无穷多对相邻且差为2的素数”。
现给定任意正整数N(<10^​5​​ ),请计算不超过N的满足猜想的素数对的个数。

输入格式:

输入在一行给出正整数N。

输出格式:

在一行中输出不超过N的满足猜想的素数对的个数。

输入样例:

20
输出样例:

4
代码思路:用一个数组把小于n的素数全部按照递增的顺序存储起来,然后再判断数组中的素数差是否为2;

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<math.h>
int myfunction(int i);
int main()
{
	int n;
	scanf("%d",&n);
	int i=3,j;
	int tim=0;
	int num[n];
	
	for(i=3,j=0;i<=n;i++)
	{
		if(myfunction(i)==0)
		{
		num[j]=i;
		j++;
		}
	}
	
for(i=0;i<j-1;i++)
{
	if(num[i+1]-num[i]==2)
	{
		tim++;
	}
}
printf("%d",tim);	
	return 0;
}
int myfunction(int i)	
{
	int j;
	for(j=2;j<=sqrt(i);j++)
	{
		if(i%j==0)
		{
			return 1;
		}
	}
	return 0;
}
### 关于PTA平台上的素数猜想 #### 素数猜想简介 素数猜想是一个经典的数学问题,其核心在于寻找两个相差为2的素数对。这类问题通常涉及遍历一定范围内的整数并判断它们是否为素数以及满足特定条件。 在解决该类问题时,可以采用埃拉托斯特尼筛法来高效筛选素数集合[^1]。通过预先计算出给定区间内的所有素数,能够显著减少不必要的重复运算。 以下是基于Java语言的一个可能解决方案: ```java import java.util.Scanner; public class PrimePairConjecture { public static void main(String[] args) { Scanner scanner = new Scanner(System.in); int N = scanner.nextInt(); // 输入上限N boolean[] isPrime = sieveOfEratosthenes(N); // 调用筛法函数获取布尔数组 int count = 0; // 计算符合条件的素数对数量 for (int i = 2; i + 2 <= N; ++i) { if (isPrime[i] && isPrime[i + 2]) { count++; // 如果当前数及其加2后的数均为素数,则计数器增加 } } System.out.println(count); // 输出最终结果 } private static boolean[] sieveOfEratosthenes(int n) { boolean[] primes = new boolean[n + 1]; // 创建大小为n+1的布尔型数组,默认初始化为false for (int i = 2; i <= n; ++i) { primes[i] = true; // 假设所有的数都是素数 } for (int p = 2; p * p <= n; ++p) { if (primes[p]) { for (int multiple = p * p; multiple <= n; multiple += p) { primes[multiple] = false; // 将倍数标记为非素数 } } } return primes; } } ``` 上述程序实现了如下功能: - 使用`Scanner`读取输入数据; - 定义`sieveOfEratosthenes()`方法用于生成指定范围内所有素数的状态表; - 遍历状态表中的每一对相邻差值为2的数值,并统计这些成对出现的情况数目;最后打印总数作为答案。 #### 注意事项 此算法的时间复杂度主要由两部构成:一是构建素数列表的过程O(n log log n),二是扫描整个列表以发现匹配项的操作O(n)。因此整体效率较高,在合理规模的数据集上表现良好。
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