P1579 哥德巴赫猜想(升级版)

本文介绍了一个程序设计挑战,旨在验证哥德巴赫猜想,即任何大于9的奇数都可以表示为三个质数之和。通过筛选法求得质数,并使用嵌套循环找出符合条件的质数组合。
题目背景

1742年6月7日哥德巴赫写信给当时的大数学家欧拉,正式提出了以下的猜想:任何一个大于9的奇数都可以表示成3个质数之和。质数是指除了1和本身之外没有其他约数的数,如2和11都是质数,而6不是质数,因为6除了约数1和6之外还有约数2和3。需要特别说明的是1不是质数。
这就是哥德巴赫猜想。欧拉在回信中说,他相信这个猜想是正确的,但他不能证明。
从此,这道数学难题引起了几乎所有数学家的注意。哥德巴赫猜想由此成为数学皇冠上一颗可望不可及的“明珠”。

题目描述

现在请你编一个程序验证哥德巴赫猜想。
先给出一个奇数n,要求输出3个质数,这3个质数之和等于输入的奇数。

输入输出格式
输入格式:

仅有一行,包含一个正奇数n,其中9<n<20000

输出格式:

仅有一行,输出3个质数,这3个质数之和等于输入的奇数。相邻两个质数之间用一个空格隔开,最后一个质数后面没有空格。如果表示方法不唯一,请输出第一个质数最小的方案,如果第一个质数最小的方案不唯一,请输出第一个质数最小的同时,第二个质数最小的方案。

输入输出样例
输入样例#1:

2009

输出样例#1:

3 3 2003


//P1579 哥德巴赫猜想(升级版)
// 打表就行啦
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;

// 筛选法求素数
#define MAX_N 30001
bool prime[MAX_N];
int temp[MAX_N];
int cnt = 0;
void setPrime() {
	memset(prime, 1, sizeof(::prime));
	::prime[0] = ::prime[1] = false;
	for (int i = 2; i < MAX_N; i++) {
		if (prime[i] == true) {
			temp[cnt++] = i;
		}
		for (int j = 0; j < cnt && i*temp[j] < MAX_N; j++) {
			prime[i*temp[j]] = false;
			if (i%temp[j] == 0) break;
		}
	}
}

int main() {
	int n;
	setPrime();
	cin >> n;
	if (n % 2 == 0)
		return 0;
	if (n < 9 || n>20000) {
		return 0;
	}
	//11 2 2 7
	for (int i = 2; i < MAX_N; i+=2) {
		for (int j = 2; j < MAX_N; j+=2) {
			for (int k = 2; k < MAX_N; k+=2) {
				if (prime[i] && prime[j] && prime[k]) {
					if (i + j + k == n) {
						cout << i << " " << j << " " << k << endl;
						return 0;
					}
					k = k == 2 ? 1 : k;
				}
			}
			j = j == 2 ? 1 : j;
		}
		i = i == 2 ? 1 : i;
	}
	return 0;
}

无难度,签到题

### C++ 实现高级哥德巴赫猜想算法 为了实现更高效的哥德巴赫猜想验证程序,可以采用预先计算素数表的方法来加速判断过程。下面是一个优化后的版本: #### 预处理素数表 通过埃拉托斯特尼筛法提前构建一个小范围内的素数列表,这能显著提高后续查询效率。 ```cpp const int MAXN = 1e4; bool prime[MAXN + 5]; vector<int> primes; void sieve() { fill(prime, prime + MAXN + 5, true); prime[0] = prime[1] = false; for (int p = 2; p * p <= MAXN; ++p) { if (prime[p]) { for (int i = p * p; i <= MAXN; i += p) prime[i] = false; } } for (int p = 2; p <= MAXN; ++p) { if (prime[p]) primes.push_back(p); } } ``` 此函数 `sieve()` 将会初始化全局变量 `primes` 和布尔数组 `prime[]` 来存储所有不大于给定上限的素数[^2]。 #### 主逻辑部分 接下来定义主函数用于接收输入并尝试找到满足条件的一对素数组合: ```cpp #include <iostream> using namespace std; // ... 上述预处理代码 ... pair<int,int> findGoldbachPair(int n){ for(auto &p : primes){ if(n-p >= 2 && binary_search(primes.begin(), primes.end(), n-p)){ return make_pair(min(p,n-p), max(p,n-p)); } } throw runtime_error("No valid pair found"); } int main(){ sieve(); // 初始化素数表 int N; cin >> N; try{ auto result = findGoldbachPair(N); cout << result.first << " " << result.second << endl; }catch(const exception& e){ cerr << "Error: " << e.what(); } return 0; } ``` 这段代码实现了读取用户输入的一个正整数 \(n\) ,并通过二分查找快速定位符合条件的两个素数之和等于该数值的情况。如果找不到合适的配对则抛出异常提示错误。
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