数论_筛法求素数

线筛,时间复杂度O(N log log N)

原理比较易懂,因为合数可以被分解为两个因数。

所以可以反过来,两个因数的乘积必定不是质数。

所以,通过一次次的枚举两个因数,合数就被“筛选”掉了,只留下质数在筛子里。

按照上述的原理,核心代码本应该是这样的:

bool vis[MAXN] = {true, true, false};
for(i = 2; i <= N; i++) {
    for(j = 2; i*j <= N; j++) {
        vis[i*j] = true;
        //枚举两个因数,他们的乘积必定不是质数,所以筛掉
   }
} 

然后vis[]数组里为false的的就是质数。

但是,我们还要加上下面几个必要的优化

1.首先,我们姑且称上面代码循环体中的i为基底因数,j为筛选因数

我们可以把i,j的筛选看成关于基底因数的筛选

那么,筛质数时,为了优化时间,我们必须要保证筛选因数要大于等于基底因数,即j >= i。

为什么只用大于等于i的筛选因数呢?

我们可以想到,假设我们选了一个小于i的j,那么这个j一定先于i,开始了关于j基底因数的筛选。

那么,因为i*j = j*i,那么i、j这两个数已经在之前关于j基底因数的筛选中,被分别作为筛选因数和基底因数被筛过一次了。

如果我们现在把i、j这两个数分别作为基底因数和筛选因数再筛一次,岂不是重复了么?

所以,因为没有必要去重复做两次工作,所以小于基底因数的筛选因数,我们可以舍掉不算。

2.其次,我们只需要把质数作为基底因数去筛选。

因为合数可以被分解为很多质因数,所以把合数再筛一次,相当于重复做了它的质因数的工作。

又因为,筛法求质数中,筛过的质数表的范围是当前基底质数的平方。

所以,因为当N大于2时,N < (N-1)^2。所以我们可以将这个筛了一部分范围的质数表拿来用。

综上,我们首先把N标记为质数,然后向后一个个枚举,如果在当前质数表里是合数,就跳过。如果在当前质数表里是质数,就开始筛选。

3.因为筛过的质数表的范围是当前基底质数的平方。

所以,我们只用枚举基底质数一直枚举到(√N)+1就行了。

至于为什么要加一?因为基底质数一定是个整数,所以如果直接用√N可能会漏掉几个。加上1纯属保险。

下面是优化过的代码:

洛谷OJP3383 模板线性筛质数:1647ms

#include <stdio.h>
#include <math.h>
bool vis[10000000+10] = {true, true};
void prim(int N) {
    int to = sqrt(N)+1, i, j;
    for(i = 2; i <= to; i++)
        if(!vis[i]) {
            for(j = i*i; j <= N; j += i)
                vis[j] = true;
        }
}
int main() {
    int N, M, i, a;
    scanf("%d%d", &N, &M);
    prim(N);
    for(i = 1; i <= M; i++) {
        scanf("%d", &a);
        if(vis[a]) printf("No\n");
        else printf("Yes\n");
    }
}

原创码字,供学习交流使用,请勿抄袭!

时间: 2024-10-07 06:32:54

数论_筛法求素数的相关文章

uva 10375 唯一分解定理 筛法求素数【数论】

唯一分解理论的基本内容: 任意一个大于1的正整数都能表示成若干个质数的乘积,且表示的方法是唯一的.换句话说,一个数能被唯一地分解成质因数的乘积.因此这个定理又叫做唯一分解定理. 举个栗子:50=(2^1)*(5^2) 题目一般的思路就是要把素数表打出来,eg上面的例子 e={1,0,2,0,0......} 下面是两个题目,仅说说大致的思想: 题目一: E=(X1*X3*X4* ...*Xk)/X2   判断E是不是整数 如果把(X1*X3*X4* ...*Xk)分解成素数相乘,将X2也分解成素

poj 2689 Prime Distance 【数论】【筛法求素数】

题目链接:传送门 题目大意: 给你L和R两组数,L和R的范围是2^32,其间隔(即R-L最大为1,000,000.) .让你求出L和R之间素数的最大间隔和最小的间隔. 比如 2 17.之间的最小素数间隔是2 3,最大的素数间隔是11 17. 要是直接进行一个2^32次方筛法然后在判断是会T的. 我们这样来想,筛法求素数的原理是什么: /**vis数组标记为0则说明是素数*/ int vis[10005]; void getPrimevis(int n) { int m=sqrt(n+0.5);

欧拉筛法求素数

欧拉筛法求素数     首先,我们知道当一个数为素数的时候,它的倍数肯定不是素数.所以我们可以从2开始通过乘积筛掉所有的合数.     将所有合数标记,保证不被重复筛除,时间复杂度为O(n).代码比较简单↓_↓ /*求小于等于n的素数的个数*/ #include<stdio.h> #include<string.h> using namespace std; int main() { int n, cnt = 0; int prime[100001];//存素数 bool vis[

Algorithm --&gt; 筛法求素数

一般的线性筛法 genPrime和genPrime2是筛法求素数的两种实现,一个思路,表示方法不同而已. #include<iostream> #include<math.h> #include<stdlib.h> using namespace std; const int MAXV = 100; //素数表范围 bool flag[MAXV+1]; //标志一个数是否为素数 int prime[MAXV+1]; //素数表,下标从0开始 int size=0; //

POJ2739_Sum of Consecutive Prime Numbers【筛法求素数】【枚举】

Sum of Consecutive Prime Numbers Time Limit: 1000MS Memory Limit: 65536K Total Submissions: 19350 Accepted: 10619 Description Some positive integers can be represented by a sum of one or more consecutive prime numbers. How many such representations d

筛法求素数

筛法求素数,寻找素数最经典快速的方法!!! 用筛法求素数的基本思想是: 把从1开始的.某一范围内的正整数从小到大顺序排列, 1不是素数,首先把它筛掉.剩下的数中选择最小的数是素数,然后去掉它的倍数.依次类推,直到筛子为空时结束.如有: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1不是素数,去掉.剩下的数中2最小,是素数,去掉2的倍数,余下的数是: 3 5 7 9 11 13 1

JD 题目1040:Prime Number (筛法求素数)

OJ题目:click here~~ 题目分析:输出第k个素数 贴这么简单的题目,目的不清纯 用筛法求素数的基本思想是:把从1開始的.某一范围内的正整数从小到大顺序排列, 1不是素数,首先把它筛掉.剩下的数中选择最小的数是素数,然后去掉它的倍数. 依次类推.直到筛子为空时结束. 如有: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1不是素数.去掉.剩下的数中2最小,是素数,去掉2的

HDU2710_Max Factor【水题】【筛法求素数】

Max Factor Time Limit: 2000/1000 MS (Java/Others)    Memory Limit: 32768/32768 K (Java/Others) Total Submission(s): 3966    Accepted Submission(s): 1289 Problem Description To improve the organization of his farm, Farmer John labels each of his N (1

筛法求素数的最优算法+解释

筛法求素数: 求n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……. 由此,我们可以写出基础版的筛法求素: const int maxn = 102410240; bool isp[maxn]; void init() { memset(isp, true, sizeof(isp)); isp[0] = isp[1] = false; const int max1 =