素数筛法 埃氏筛 线性筛

素数筛法
呃~,太暴力的试1~sqrt(n)时候是因数就不说了。
这里介绍埃氏筛和线性筛。

埃氏筛

埃氏筛主要原理是:
每次搜索到一个质数将他的倍数标记为合数;
本质原理就是:一个合数一定表示为一个质数*一个数;

一些tips:
1、循环时从2-sqrt(n)就好,不然小心爆掉哦~

2、内层循环从i²开始:
假设x=i*k(k

#include<iostream>
#include<cstring>
#include<cstdio>
#define maxn 10010
using namespace std;

int n,tot,p[maxn];
bool check[maxn];

void prime()
{
    memset(check,0,sizeof(check));
    for(int i=2;i*i<=n;i++)//tip1:i=1-sqrt(n)
    {
        if(!check[i])
        {   
            p[++tot]=i;
            for(int j=i*i;j<=n;j+=i)check[j]=1;//tip2:j=i^2-n
        } 
    }
}

int main()
{
    n=1000;
    prime();
    for(int i=1;i<=tot;i++) 
        printf("%d ",p[i]);
}

然而,很显然埃氏筛会重复判断许多合数;
显然,这并不优。

线性筛

线性筛较埃氏筛最大提高之处就在于它对于每一个数只会筛一次;
所以复杂度为O(n),这也是它名字的由来。

线性筛原理:
对于每一个数与质数表中的数相乘并标为合数;
然而这样还是会重复……
所以对每一个i进行筛的时候如果i是质数的倍数,
那么就跳出循环。

此做法可以保证是当i=a时a*b时筛去;
i=a*b;
所以b是i的最小质因数;
随后就会跳出当前循环。
效率由此确定。

#include<iostream>
#include<cstring>
#include<cstdio>
#define maxn 100000
using namespace std;

int n,tot,p[maxn];
bool check[maxn];

void prime()
{
    check[1]=1;
    check[0]=1;
    for(int i=2;i<=n;i++)
    {
        if(!check[i])p[++tot]=i;
        for(int j=1;j<=tot&&i*p[j]<=n;j++)
        {
            check[i*p[j]]=1;
            if(!(i%p[j]))break;//*****关键
        }
    }
}

int main()
{
    n=1000;
    prime();
    for(int i=1;i<tot;i++) 
        printf("%d ",p[i]);
}

ps:别忘了0,1,n的问题~~~~(表示被坑过)。

埃氏筛法(Eratosthenes筛法)和线性筛法(Linear Sieve)都是用于素数的算法。它们的主要区别在于筛选过程中的操作不同。 1. 埃氏筛法埃氏筛法是一种古老的素数的算法,由古希腊数学家埃拉托斯特尼(Eratosthenes)提出。它的基本思想是从2开始,将所有2的倍数标记为非素数,然后找到下一个未被标记的数(即3),将所有3的倍数标记为非素数,依此类推。最后留下的未被标记的数就是素数C++实现埃氏筛法的代码如下: ```cpp #include <iostream> #include <vector> using namespace std; const int N = 1000000;vector<int> is_prime(N, true); void sieve_of_eratosthenes() { is_prime = is_prime = false; for (int i = 2; i * i < N; ++i) { if (is_prime[i]) { for (int j = i * i; j < N; j += i) { is_prime[j] = false; } } } } int main() { sieve_of_eratosthenes(); for (int i = 2; i < N; ++i) { if (is_prime[i]) { cout << i << " "; } } return 0; } ``` 2. 线性筛法线性筛法是一种改进的埃氏筛法,它将筛选过程从平方根优化到线性时间。线性筛法的基本思想是对于每个素数p,筛选出所有小于等于p^2的合数。这样可以减少筛选的次数,提高效率。 C++实现线性筛法的代码如下: ```cpp #include <iostream> #include <vector> using namespace std; const int N = 1000000; vector<int> is_prime(N, true); vector<int> primes; void linear_sieve() { is_prime = is_prime = false; for (int p = 2; p * p < N; ++p) { if (is_prime[p]) { for (int i = p * p; i < N; i += p) { is_prime[i] = false; } } } for (int p = 2; p < N; ++p) { if (is_prime[p]) { primes.push_back(p); } } } int main() { linear_sieve(); for (int i = 0; i < primes.size(); ++i) { cout << primes[i] << " "; } return 0; } ``` 这两种算法都可以有效地素数,但线性筛法相对于埃氏筛法在筛选次数上有很大优势。
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