两种筛法求1~n之间的素数(埃拉托色尼筛法 + 欧拉筛法 )

本文详细介绍了两种高效的素数筛选算法——埃拉托色尼筛法和欧拉筛法。埃拉托色尼筛法通过逐步筛除素数的倍数来获取指定范围内所有素数,复杂度为O(nloglogn)。欧拉筛法进一步优化,避免了重复筛除,达到O(n)的复杂度。文章提供了算法的原理、步骤及代码实现。

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 埃拉托色尼筛法介绍:

要得到自然数n以内的全部素数,必须把不大于

的所有素数的倍数剔除,剩下的就是素数。 [1] 

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......。

代码实现(埃式筛法):复杂度O(nloglogn)

const int N = 1000005;

int primes[N], book[N], cnt;

void check(int maxn){
	for(int i = 2; i <= maxn; i++){
		if(!book[i]){ 
            primes[cnt++] = i;         //没被筛掉,那就加到素数表中
		    for(int j = i * 2; j <= maxn; j += i) book[j] = 1;     //筛掉i的倍数
	    }
    }

    //输出1-maxn的所有素数
	for(int i = 0; i < cnt; i++)
		printf("%d ", primes[i]);
}

欧拉筛法复杂度O(n)):

主要防止一个数被多次筛掉,比如12,被2,3都筛了一次。而欧拉筛法就是只让最小的质因子筛(12的话就只让2筛)

int book[N], prime[N], cnt;          //book[i] = 1表示被划去了,book[i] = 0表示是素数,cnt是素数表的大小

void euler(int n) {
	for (int i = 2; i <= n; i++) {
		if (!book[i]) prime[cnt++] = i;
		for (int j = 0; j < cnt; j++) {              //在已有的素数表中寻找i的质因子
			if (i * prime[j] > n) break;            //减少不必要的运算
			book[i * prime[j]] = 1;                                   
			if (i % prime[j] == 0) break;            //存在其质因子说明i是一个合数,就break
		}
	}
}

 

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