golang 刷leetcode 数学基础(1)素(质)数

2022-08-02 16:47:56 浏览数 (1)

求1——n的素数的个数,有以下三种方法:

1,遍历法:

对于k(1<k<=n);判断k 是否可以被 2到sqrt(k)的整数整除

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func isprime(x int) bool{
    if x<=1{
        return false
        }
    for(i:=2;i<=sqrt(x 0.5);i  ){// 0.5是为了防止精度误差
        if x%i==0{   
        return false
        }
     }
    return true
 }

此方法的问题在于许多不必要的计算,因此可以想到用空间换时间:筛选出来的素数的倍数都可以标记为合数

2,埃氏筛法

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func init(){
prime:=make(map[int]bool) //prime[i]为flase表示i为质数
//初始化,默认都是
for(i:=2;i<maxn;i  ){
        if !prime[i]{
            for j:=2*i;j<maxn;j =i){//把所有i的倍数都进行标记
                        prime[j]=true;
            }
    }
  }
}

欧拉筛法优化的一点就是改进了埃氏筛法的一点冗余:可以发现,在埃氏筛法中,我们对每一个n都标记了不止一次。比如10,当i=2时,10作为2的倍数被标记一次,当i=5时,10依然是5的倍数,又被多余的标记一次。

3,欧拉筛选法

欧拉筛法思想:

其基础是 “任何一个合数都可以由两个质数相乘得到” 。那么对于每一个n我们都可以用比它小的某一个质数来标记。

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func prime(n int)int{
    m:=make([]int,n)
    p:=make([]int,n)
    count:=0
    for i:=2;i<=n;i  {
        if m[i-1]==0{  // 如果未被筛过,则为素数
            p[count]=i
            count  
        }
        for j:=0;j<count;j  {
            if i*p[j]>n{
                break
            }
            m[i * p[j]-1] = 1;     // 将已经记录的素数的倍数进行标记
            if i % p[j] == 0{     //关键步骤
        break
            }
        }
    }
    fmt.Println(count)
    return count
}

欧拉筛的难点就在于对if (i % prime[j] == 0)这步的理解,当i是prime[j]的整数倍时,记 m = i / prime[j],那么 i * prime[j 1] 就可以变为 (m * prime[j 1]) * prime[j],这说明 i * prime[j 1] 是 prime[j] 的整数倍,不需要再进行标记(在之后会被 prime[j] * 某个数 标记),对于 prime[j 2] 及之后的素数同理,直接跳出循环,这样就保证了每个合数都是被它的最小因子筛去的,避免了重复标记。

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