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  • 数论二·Eular质数筛法

    描述

    小Ho:小Hi,上次我学会了如何检测一个数是否是质数。于是我又有了一个新的问题,我如何去快速得求解[1,N]这个区间内素数的个数呢?

    小Hi:你自己有什么想法么?

    小Ho:有!我一开始的想法是,自然我们已经知道了如何快速判定一个数是否是质数,那么我就直接将[1,N]之间每一个数判定一次,就可以得到结果。但我发现这个方法太笨了。

    小Hi:确实呢,虽然我们已经通过快速素数检测将每一次判定的时间复杂度降低,但是N个数字的话,总的时间复杂度依旧很高。

    小Ho:是的,所以后来我改变了我的算法。我发现如果一个数p是质数的话,那么它的倍数一定都是质数。所以我建立了一个布尔类型的数组 isPrime,初始化都为true。我从2开始枚举,当我找到一个isPrime[p]仍然为true时,可以确定p一定是一个质数。接着我再将N以内 所有p的倍数全部设定为isPrime[p*i]=false。

    写成伪代码为:

    isPrime[] = true
    primeCount = 0
    For i = 2 .. N
    	If isPrime[i] Then
    		primeCount = primeCount + 1
    		multiple = 2
    		While (i * multiple ≤ N)
    			isPrime[i * multiple] = false
    			multiple = multiple + 1
    		End While 
    	End If
    End For
      

    小Hi:小Ho你用的这个算法叫做Eratosthenes筛法,是一种非常古老的质数筛选算法。其时间复杂度为O(n log log n)。但是这个算法有一个冗余的地方:比如合数10,在枚举2的时候我们判定了一次,在枚举5的时候我们又判定了一次。因此使得其时间复杂度比O(n)要 高。

    小Ho:那有没有什么办法可以避免啊?

    小Hi:当然有了,一个改进的方法叫做Eular筛法,其时间复杂度是O(n)的。

    提示:Eular质数筛法

    输入

    第1行:1个正整数n,表示数字的个数,2≤n≤1,000,000。

    输出

    第1行:1个整数,表示从1到n中质数的个数

    样例输入
    9
    样例输出
    4

    思路{
      前天晚自习时看刘汝佳紫书看见一种玄学复杂度的log筛法(然而我并不会证明。。。。。)
      居然比正解线性筛快了14ms @zjo。。。。。。
    }

    呐线性筛
     1 #include<algorithm>
     2 #include<iostream>
     3 #include<cstring>
     4 #include<cstdio>
     5 #include<vector>
     6 #include<queue>
     7 #include<ctime>
     8 #include<cmath>
     9 #include<map>
    10 #include<set>
    11 #define MAXX 1000001
    12 using namespace std;
    13 int in[MAXX],ans,n;
    14 bool ha[MAXX];
    15 int main(){
    16   scanf("%d",&n);
    17   for(int i=2;i<=n;++i){
    18     if(!ha[i])in[++ans]=i;
    19     for(int j=1;j<=ans;++j){
    20       if(in[j]*i>n)break;
    21       ha[in[j]*i]=true;
    22       if(!(i%in[j]))break;
    23     }
    24   }printf("%d",ans);
    25   return 0;
    26 }

    呐我神奇的刘汝佳log筛

     1 #include<algorithm>
     2 #include<iostream>
     3 #include<cstring>
     4 #include<cstdio>
     5 #include<vector>
     6 #include<queue>
     7 #include<ctime>
     8 #include<cmath>
     9 #include<map>
    10 #include<set>
    11 #define MAXX 1000001
    12 using namespace std;
    13 long long n,m,ans;
    14 bool in[MAXX];
    15 int main(){
    16   scanf("%lld",&n);
    17   for(long long i=2;i<=n;++i)if(!in[i]){
    18       ans++;
    19       for(long long j=i*i;j<=n;j+=i)in[j]=true;
    20     }printf("%lld",ans);
    21   return 0;
    22 }
     
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/zzmmm/p/6638015.html
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