求10的10次方内素数的个数与素数和的模板

最新推荐文章于 2023-07-11 16:52:20 发布

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#c++ #数论 #素数

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本文介绍了一种O(n^(3/4))复杂度的算法来计算指定范围内素数的数量及求和，并提供了完整的C++实现代码。该算法通过优化筛法减少不必要的计算，适用于大范围的素数计算任务。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
ll check(ll v, ll n, ll ndr, ll nv) {
    return v >= ndr ? (n / v - 1) : (nv - v);
}
ll primenum(ll n) // O(n^(3/4))
{
  ll r = (ll)sqrt(n);
  ll ndr = n / r;
  assert(r*r <= n && (r+1)*(r+1) > n);
  ll nv = r + ndr - 1;
  std::vector<ll> S(nv+1);
  std::vector<ll> V(nv+1);
  for(ll i=0;i<r;i++) {
    V[i] = n / (i+1);
  }
  for(ll i=r;i<nv;i++) {
    V[i] = V[i-1] - 1;
  }
  for(ll i = 0;i<nv;i++) {
    S[i] = V[i] - 1; //求素数个数
  }
  for(ll p=2;p<=r;p++) {
    if(S[nv-p] > S[nv-p+1]) {
      ll sp = S[nv-p+1]; // sum of primes smaller than p
      ll p2 = p*p;
      for(ll i=0;i<nv;i++) {
        if(V[i] >= p2) {
          S[i] -= 1LL  * (S[check(V[i] / p, n, ndr, nv)] - sp); //求素数个数
        }
        else break;
      }
    }
  }
  return S[0];
}
ll primesum(ll n) // O(n^(3/4))
{
  ll r = (ll)sqrt(n);
  ll ndr = n / r;
  assert(r*r <= n && (r+1)*(r+1) > n);
  ll nv = r + ndr - 1;
  std::vector<ll> S(nv+1);
  std::vector<ll> V(nv+1);
  for(ll i=0;i<r;i++) {
    V[i] = n / (i+1);
  }
  for(ll i=r;i<nv;i++) {
    V[i] = V[i-1] - 1;
  }
  for(ll i = 0;i<nv;i++) {
    S[i] = V[i] * ( V[i] + 1) / 2 - 1; //求素数和
  }
  for(ll p=2;p<=r;p++) { // p is prime 
    if(S[nv-p] > S[nv-p+1]) {
      ll sp = S[nv-p+1]; // sum of primes smaller than p
      ll p2 = p*p; 
      for(ll i=0;i<nv;i++) {
        if(V[i] >= p2) {
        S[i] -= p* (S[check(V[i] / p, n, ndr, nv)] - sp); //求素数和
        }
        else break;
      }
    }
  }
  return S[0];
}
int main(int argc, char const *argv[]) {
//  std::cout << primesum(1e6) << '\n';
  std::cout << primenum(1e10) << '\n';
  std::cout << primesum(23) << '\n';
  cerr << "Time elapsed: " << 1.0 * clock() / CLOCKS_PER_SEC << " s.\n";
  return 0;
}