2010年6月5日星期六

筛法

筛法


一,
筛 法   筛法,是求不超过自然数N(N>1)的所有质数的一种方法。据说是古希腊的埃拉托斯特尼 (Eratosthenes,约公元前274~194年)发明的,又称埃拉托斯特尼筛法(sieve of Eratosthenes)。   具体做法是:先把N个自然数按次序排列起来。1不是质数,也不是合数,要划去。第二个数2是质 数留下来,而把2后面所有能被2整除的数都划去。2后面第一个没划去的数是3,把3留下,再把3后面所有能被3整除的数都划去。3后面第一个没划去的数是 5,把5留下,再把5后面所有能被5整除的数都划去。c这样一直做下去,就会把不超过N的全部合数都筛掉,留下的就是不超过N的全部质数。因为希腊人是把 数写在涂腊的板上,每要划去一个数,就在上面记以小点,寻求质数的工作完毕后,这许多小点就像一个筛子,所以就把埃拉托斯特尼的方法叫做“埃拉托斯特尼筛 法”,简称“筛法”。(另一种解释是当时的数写在纸草上,每要划去一个数,就把这个数挖去,寻求质数的工作完毕后,这许多小洞就像一个筛子。)   例如,用筛法找出不超过30的一切质数:   不超过30的质数2,3,5,7,11,13,17,19,23,29共10个。   使用Pascal语言,利用筛法求素数的代码:   ReadLn(n);{需要求2~n之间所有的素数}   For j:=2 To n Do a[j]:= True;{全部清成真,表示目前是素数}   For j:=2 To n Do   If a[j] Then{当该数纪录是质数时开始筛选}   For i:=2 To n Div j Do a[j*i] := False;{筛掉所有质数的倍数}   sum := 0;{统计范围内有多少个质数}   For j:=2 To n Do   If a[j] Then Begin{如果是质数就输出}   Write(j, ' ');   Inc(sum);   End;   WriteLn(sum);{输出总数}   使用C++语言,利用筛法求素数的核心代码:   long i,j;   bool prime[MAXN];   memset(prime,1,sizeof(prime));   prime[1]=0;   for(i=2;i<=n)); j++)   {   a[i*p[j]] = 1 ;   if (i%p[j] == 0) break;   }   }


轉帖一下:
http://bbs.pediy.com/showthread.php?t=114593
这里的筛法是说寻找从1到N的所有素数的筛法。不是陈景润先生的那个。。。

过程:
这两天在逛ACM相关的论坛,发现2007年复旦的xreborner大牛就把筛法改进成线性的时间复杂度了。真是可怕。不知道大家都了解过没,现在介绍 给大家。

自己理解了一下,不过觉得与其用文字来表达不如上程序。

想想当初找素数,从2到N每个数字num验证,后来老师告诉我们验证可以只到sqrt(num),再后来有了筛法,再后来对2的倍数,3的倍数,6的倍数 跳过。。。今天,终于有了线性的。。

程序:

//code by 冬祭
# include 
# include 


# define N 20 //寻找2到N的所有素数


int main ()
{
  unsigned char P[N + 1] ; //定义一个数组标志位标识是否为素数
  unsigned int Primes[N] ; //存储素数的数组
   
  int Time = 0, Count = 0 ;//算法中的“比较次数、素数个数”


  memset (P, 1, N + 1) ;  //标志全部初始化为1
  memset (Primes, 0, N) ; //初始化素数数组

 
  for (int i = 2; i <= N; i++)
    {
    //若当前i为素数
        if (P[i])
        {
            Primes[Count++] = i ;
            Time++;  //比较一次,次数加一
        }


    //更新素数标志数组
        for (int j = 0; j < Count && i * Primes[j] <= N; j++)
        {
            P[i * Primes[j]] = 0 ;
            Time++;

            if (i % Primes[j] == 0) break;
        }

    }//end for(i)


  printf ("Time = %d\nCount = %d\n\n", Time, Count) ;

  printf ("Primes are :\t") ;
 
  for ( i = 0 ; i < Count ; i++)
    printf ("%d\t", Primes[i]) ;
 
  printf ("\n") ;

  return 0 ;
}

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