定义
质数(prime number)又称素数,有无限个。
质数定义为在大于1的自然数中,除了1和它本身以外不再有其他因数。
质数又称素数。一个大于1的自然数,除了1和它自身外,不能被其他自然数整除的数叫做质数;否则称为合数。
筛选求质数说明除了1和自身之外,无法被其它整数整除的数称之为质数,要求质数很简单,但如何快速的求出质数则一直是程式设计人员与数学家努力的课题,在这边介绍一个着名Eratosthenes求质数方法。
解法
首先知道这个问题可以使用回圈来求解,将一个指定的数除以所有小于它的数,若可以整除就不是质数,然而如何减少回圈的检查次数?如何求出小于N的所有质数?首先假设要检查的数是N好了,则事实上只要检查至N的开根号就可以了,道理很简单,假设AB = N,如果A大于N的开根号,则事实上在小于A之前的检查就可以先检查到B这个数可以整除N。不过在程式中使用开根号会精确度的问题,所以可以使用ii <= N进行检查,且执行更快。再来假设有一个筛子存放1~N,例如:
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 ........
N先将2的倍数筛去: 2 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 ........
N再将3的倍数筛去: 2 3 5 7 11 13 17 19 ........ N
再来将5的倍数筛去,再来将7的质数筛去,
再来将11的倍数筛去........,
如此进行到最后留下的数就都是质数,这就是Eratosthenes筛选方法(Eratosthenes Sieve Method)。
检查的次数还可以再减少,事实上,只要检查6n+1与6n+5就可以了,也就是直接跳过2与3的倍数,使得程式中的if的检查动作可以减少。
#define N 100
int num[N+1];
for (int i = 0 ; i <= N ; i++) {
num[i]=1;
}
for (int i = 2 ; i *i <= N ; i++) {
for (int j = 2*i ; j<=N; j++) {
if (j%i==0) {
num[j]=0;
}
}
}
for (int i = 2 ; i < N; i++) {
if (num[i]==1) {
printf("%d\n",i);
}
}