查找素数的Eratosthenes(筛子)算法终止条件解释
2017-10-10 17:01
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看书看到了Eratosthenes算法查找1~n中的素数,这也是招聘中常考的题目,其中的循环终止条件为n的开根号,想了很久没想懂,查了资料然后用实例慢慢跟感觉懂了一点,如果写得不对请指正。
算法思路:
从2开始(1既不是素数,也不是合数),建一个变量标记是否为素数,可以是boolean的数组或者Bitset;
将当前素数的倍数所对应的位置标记为非素数即可
循环的终止条件为n的开根号,因为n的开根号存在精确度问题,所以转换为i*i<=n,原因:
假设最接近n的开根号的整数为j
1.如果i小于j,这是需要进行循环判断的;
2.如果i大于j,则(n/i)小于j。这句话的意思可以解读为:
2.1.如果此时遍历的i是素数,则不判断也没关系
2.2.如果此时遍历的i不是素数,则它一定是前面j之前的某一个数的倍数
举例,查找1~100的素数,则循环到10即可,因为大于10的数:
1.如果这个数是素数,如11,则可以不遍历;
2.如果这个数不是素数,如20,100/20=5<10,所以20肯定是10以内某个数的倍数,我们在之前的循环操作中已经将其标记为非素数了,以此类推。又比如15,100/15=6<10等等。
附《java核心技术》中的代码
使用boolean作为标记的可以参考http://www.cnblogs.com/luzheng1/archive/2013/04/09/3009344.html
参考资料http://www.cnblogs.com/luluping/archive/2010/03/03/1677552.html
算法思路:
从2开始(1既不是素数,也不是合数),建一个变量标记是否为素数,可以是boolean的数组或者Bitset;
将当前素数的倍数所对应的位置标记为非素数即可
循环的终止条件为n的开根号,因为n的开根号存在精确度问题,所以转换为i*i<=n,原因:
假设最接近n的开根号的整数为j
1.如果i小于j,这是需要进行循环判断的;
2.如果i大于j,则(n/i)小于j。这句话的意思可以解读为:
2.1.如果此时遍历的i是素数,则不判断也没关系
2.2.如果此时遍历的i不是素数,则它一定是前面j之前的某一个数的倍数
举例,查找1~100的素数,则循环到10即可,因为大于10的数:
1.如果这个数是素数,如11,则可以不遍历;
2.如果这个数不是素数,如20,100/20=5<10,所以20肯定是10以内某个数的倍数,我们在之前的循环操作中已经将其标记为非素数了,以此类推。又比如15,100/15=6<10等等。
附《java核心技术》中的代码
import java.util.*; public class Sieve { public static void main(String[] args) { int n = 2000000; long start = System.currentTimeMillis(); BitSet b = new BitSet(n+1); int count = 0; for(i = 2; i <= n; i++) { b.set(i); } i = 2; while(i * i <= n) { if(b.get(i)) { count++; int k = 2 * i; while(k <= n) { b.clear(k); k += i; } } i++; } while(i <= n) { if(b.get(i)) count++; i++; } long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println(count + "primes"); System.out.println((end - start) + "milliseconds"); } }
使用boolean作为标记的可以参考http://www.cnblogs.com/luzheng1/archive/2013/04/09/3009344.html
参考资料http://www.cnblogs.com/luluping/archive/2010/03/03/1677552.html
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