C#計算素數序列淺談
學習C#語言時,經常會遇到C#計算素數序列問題,這里將介紹C#計算素數序列問題的解決方法。
素數尋找問題由來已久,一直是一些數學家追求的目的。關于素數的定義及性質,我就不在這里多敘了,相信大家都對此了如指掌。素數的尋找思路比較的簡單,根據素數的性質(素數應該不能被除了1和它自身的其他數整除)我們可以從最小的素數2開始,一直到比它小1的數為止,用這些數去整除它,如果它能被整除則它必定不是素數,這是判斷單個素數的方法(這個算法思想最簡單,時間復雜度***)。對于尋找比某一個給定的整數值小的所有素數也可以采用這種方法,不過我們會發(fā)現,采用這種單個判斷的方法所耗的時間比較多。比如查找不大于10的素數,我們必須從2開始一個個判斷,共需判斷9個數,事實上按照我們后面講述的方法,只需循環(huán)2次就可以了。因此,下面的兩種方法都將基于刪除法來做。
我們來看看刪除法的思想:
1.將小于給定整數值n的所有正整數加到一個數組中;
2.刪除能夠被一些整數整除的數;
3.數組中遺留的元素就是***C#計算素數序列。
- class prime
- {
- public static int[] PrimeList;
- publicstatic void FindPrime(int n)
- {
- int[] IntList;
- IntList=new int[n];
- for (int p=2;p<=n;p++) IntList[p-1]=p;
- for (int p=2;p<Math.Sqrt(n);p++)
- {
- int j=p+1;
- while (j<=n)
- {
- if ((IntList[j-1]!=0 ) && ((IntList[j-1]% p)==0) ) IntList[j-1]=0;
- jj=j+1;
- }
- }
- int i=0;
- for (int p=2;p<=n;p++)
- {
- if (IntList[p-1]!=0) ii=i+1;
- }
- PrimeList=new int[i];
- i=0;
- for (int p=2;p<=n;p++)
- {
- if (IntList[p-1]!=0)
- {
- PrimeList[i]=IntList[p-1];
- ii=i+1;
- }
- }
- }
- }
這這個算法中,刪除的數是那些被從2開始直到n的平方根的整數整除的數。這個算法比起前面介紹的單個素數的尋找方法要好,它的循環(huán)次數減少了一多半,但是這個算法還不是最理想的:
1.例如,6既能被2整除,也能被3整除,那么當p=2時,6被刪掉了一次;當p=3時,6又被刪除了一次,雖然按照我們設定的算法規(guī)則,這不會導致沖突(通過判斷IntList數組元素是否為0,若為0就不必重復刪除),但是這會使得算法的效率低下。
2.還有C#計算素數序列元素個數時,我們也走了彎路。***步,我們先計算出了數組元素大小,第二步才開始賦值,事實上這兩步我們可以減去計算數組大小這一步,可以把它放在前面完成。
3.已經被刪除了的元素,也就是那些不是素數的元素,可以不用拿他們去整除整數,例如4不用拿去整除8,因為能被4整除的數肯定能被2整除,已經在前面循環(huán)中被刪除了。
基于上述考慮,我們得到了一個效率更加高的算法:
- class primegood
- {
- public static int[] PrimeList;
- public static void FindPrime(int n)
- {
- int[] IntList;
- int len=n-1;
- IntList=new int[n];
- for (int p=2;p<=n;p++) IntList[p-1]=p;
- for (int p=2;p<Math.Sqrt(n);p++)
- {
- if (IntList[p-1]==0) continue;
- int j=p*p;
- while (j<=n)
- {
- if (IntList[j-1]!=0 )
- {
- IntList[j-1]=0;
- lenlen=len-1;
- }
- jj=j+p;
- }
- }
- PrimeList=new int[len];
- int i=0;
- for (int p=2;p<=n;p++)
- {
- if (IntList[p-1]!=0)
- {
- PrimeList[i]=IntList[p-1];
- ii=i+1;
- }
- }
- }
- }
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