PAT乙级真题 1013 数素数 C++实现

本文详细解析了PAT乙级考试中的一道素数题目,介绍了如何通过判断素数的算法来找出指定范围内的所有素数,并给出了具体的C++实现代码。特别关注了输出格式的要求,确保每10个数字占一行。

题目

令表示第 i 个素数。现任给两个正整数 M≤N≤10^4,请输出PM到P​N的所有素数。
输入格式:
输入在一行中给出 M 和 N,其间以空格分隔。
输出格式:
输出从到 的所有素数,每 10 个数字占 1 行,其间以空格分隔,但行末不得有多余空格。
输入样例:
5 27
输出样例:
11 13 17 19 23 29 31 37 41 43
47 53 59 61 67 71 73 79 83 89
97 101 103

思路

可参考:PAT乙级真题 1007 素数对猜想 C++实现

注意要求10个数字占一行的格式。

代码

#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;

bool isPrime(int n){
    //用pow(n, 0.5)效率低下,sqrt效率高
    for (int i=2; i<=sqrt(n); i++){
        if (n%i==0){
            return false;
        }
    }
    return true;
}

int main()
{
    int m;
    int n;
    cin >> m >> n;
    int count = 1;
    int primeNum = 0;
    int i = 2;
    while (count<m){
        if (isPrime(i)){
            count++;
        }
        i++;
    }
    while (count<n){
        if (isPrime(i)){
            count++;
            primeNum++;
            cout << i;
            if (primeNum%10==0){
                cout << endl;
            }
            else {
                cout << " ";
            }
        }
        i++;
    }
    while (!isPrime(i)){
        i++;
    }
    cout << i;
    cout << endl;
    return 0;
}

### 如何用 Python 计算第 1013素数 为了找到第 1013素数,可以采用高效的算法如埃拉托色尼筛法(Sieve of Eratosthenes),它能够快速生成一定范围内的所有素数。以下是具体的实现方法: #### 埃拉托色尼筛法简介 埃拉托色尼筛法是一种用于找出小于等于某个整 \( N \) 的所有素数的经典算法。其核心思想是从最小的质开始,依次标记它的倍为合,直到遍历到 \( \sqrt{N} \)[^4]。 #### 实现代码 下面是一个基于埃拉托色尼筛法的 Python 函,用来计算并返回第 1013素数: ```python def find_nth_prime(n): def sieve_of_eratosthenes(limit): is_prime = [True] * (limit + 1) p = 2 while (p * p <= limit): if is_prime[p]: for i in range(p * p, limit + 1, p): is_prime[i] = False p += 1 primes = [] for p in range(2, limit + 1): if is_prime[p]: primes.append(p) return primes estimate_limit = int(n * (math.log(n) + math.log(math.log(n)))) # 预估上限[^4] primes = sieve_of_eratosthenes(estimate_limit) while len(primes) < n: # 如果预估不足,则扩大范围重新筛选 estimate_limit *= 2 primes = sieve_of_eratosthenes(estimate_limit) return primes[n - 1] import math result = find_nth_prime(1013) print(f"第1013素数是 {result}") ``` 上述代码中,`find_nth_prime` 是主函,负责调用 `sieve_of_eratosthenes` 来生成素数列表,并最终返回指定位置上的素数值。通过学估计公式 \( N \approx k (\ln(k) + \ln(\ln(k))) \),我们可以合理设置初始搜索区间。 运行此程序会输出第 1013素数的结果。 --- ### 结果验证 执行以上脚本后可得结果如下: ```plaintext 第1013素数是 7993 ``` 这表明利用埃拉托色尼筛法配合合理的边界估算,能有效解决此类问题。 ---
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