筛法求素数

2020-09-16 09:52:38 浏览数 (1)

给定N,求解1 ~ N的所有素数。

一般做法为依次判断2 ~ N是否为偶数,其时间复杂度为O(N ^ 2)

筛法大体思路:

根据素数定义可知,若某个数能被其他素数整除,则其一定不为素数,因此可以依次筛掉1 ~ N中不是素数的数,剩下的即为所求。

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     public List<Integer> getPrime(int N){
         boolean[] nonPrime = new boolean[N   1];
         List<Integer> ans = new ArrayList<>();
         for(int i = 2; i <= N; i  ) {
             if(nonPrime[i]) {
                 continue;
             }
             ans.add(i);
             for(int j = i; j * i <= N; j  ) {
                 nonPrime[i * j] = true;
             }
         }
         return ans;
     }

筛法求素数过程中,我们发现对于每个元素,最多被访问2次。因此其时间复杂度为O(N),由于使用了额外boolean[] nonPrime,因此额外空间复杂度亦为O(N)。

一个应用:孪生素数的求解

孪生素数定义:间隔为2的两个素数。(例如 (3, 5),(5, 7),(11, 13))

求解小于N的孪生素数的对数。

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     public int countTwicePrime(int N) {
         boolean[] nonPrime = new boolean[N   1];
         int count = 0;
         int prePrime = 2;
         for(int i = 2; i <= N; i  ) {
             if(nonPrime[i]) {
                 continue;
             }
             if(i - prePrime == 2) {
                 count  ;
             }
             prePrime = i;
             for(int j = i; j * i <= N; j  ) {
                 nonPrime[i * j] = true;
             }
         }
         return count;
     }

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