关于素数筛法的一点讨论
来源:互联网 发布:java工程师培训价格 编辑:程序博客网 时间:2024/06/08 01:23
前言
在数论领域,解决问题时经常会有得到素数的需求
如何快速得到一定范围内的所有素数,就成了人们一直追求的问题
这里列举一些素数筛法,也许会有帮助
埃氏筛法(Sieve of Eratosthenes)
笔者在最早接触数论时,就学到的算法
思路比较简单:
对于每个素数,都枚举其倍数打上标记
那么没打过标记的就都是素数了
示例程序:
for (int i=2;i<=n;i++) if (!vis[i]){ for (int j=i+i;j<=n;j+=i) vis[j]=1; p[++p[0]]=i; }
可以证明,时间复杂度为
欧拉筛(线性筛)
上面的方法虽然简单,但是效率略低
这里实现一种更为高效的筛法:
for (int i=2;i<=n;i++){ if (!vis[i]) p[++p[0]]=i; for (int j=1;j<=p[0]&&i*p[j]<=n;j++){ vis[i*p[j]]=1; if (i%p[j]==0) break; }}
这看起来一点也不线性,别急,且看分析:
下面证明【每个合数被且仅被标记过一次】
只要此命题成立,就能同时说明 算法的正确性 与 时间复杂度的线性
设当前数字为
则通过i标记的数为
(可以通过反证法得到
把思维转换一下,设合数
那么j只可能通过
那么就可以说明【每个合数被且仅被标记过一次】了
综上所述,时间复杂度
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