欧拉筛法(线性筛)的学习理解

前言在刚接触编程语言时,对于寻找素数,第一时间想到的便是二重循环暴力查找,其复杂度O(n),通过循环中只判断到根号n可以优化一些,不过复杂度也达不到预期。在数论的学习中,我学到了埃氏筛法,O(nloglogn)的算法,而在一些数据范围达到1e7这样的题目中,也很难让人满意,于是我便学习了欧拉筛法,也即O(n)的线性筛法。埃氏筛法埃氏筛法的基本思想:从2开始,将每个质数的倍数都…

大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。

前言

在刚接触编程语言时,对于寻找素数,第一时间想到的便是二重循环暴力查找,其复杂度O(n^2),通过循环中只判断到根号n可以优化一些,不过复杂度也达不到预期。在数论的学习中,我学到了埃氏筛法,O(nloglogn)的算法,而在一些数据范围达到1e7这样的题目中,也很难让人满意,于是我便学习了欧拉筛法,也即 O(n)的线性筛法。

埃氏筛法

  • 埃氏筛法的基本思想 :从2开始,将每个质数的倍数都标记成合数,以达到筛选素数的目的。
  • 代码 :
int visit[maxn];  
void Prime(){
    mem(visit,0);           //初始化都是素数
    visit[0] = visit[1] = 1;  //0 和 1不是素数
    for (int i = 2; i <= maxn; i++) {
        if (!visit[i]) {         //如果i是素数,让i的所有倍数都不是素数
            for (int j = i*i; j <= maxn; j += i) { 
                visit[j] = 1;
            }
        }
    }

这里有一个小优化,j 从 i * i 而不是从 i + i开始,因为 i*(2~ i-1)在 2~i-1时都已经被筛去,所以从i * i开始。

  • 埃氏筛法的缺陷 :对于一个合数,有可能被筛多次。例如 30 = 2 * 15 = 3 * 10 = 5*6……那么如何确保每个合数只被筛选一次呢?我们只要用它的最小质因子来筛选即可,这便是欧拉筛法。

欧拉筛法

  • 欧拉筛法的基本思想 :在埃氏筛法的基础上,让每个合数只被它的最小质因子筛选一次,以达到不重复的目的。
  • 代码 :
int prime[maxn];
int visit[maxn];
void Prime(){
    mem(visit,0);
    mem(prime, 0);
    for (int i = 2;i <= maxn; i++) {
        cout<<" i = "<<i<<endl;
        if (!visit[i]) {
            prime[++prime[0]] = i;      //纪录素数, 这个prime[0] 相当于 cnt,用来计数
        }
        for (int j = 1; j <=prime[0] && i*prime[j] <= maxn; j++) {
//            cout<<"  j = "<<j<<" prime["<<j<<"]"<<" = "<<prime[j]<<" i*prime[j] = "<<i*prime[j]<<endl;
            visit[i*prime[j]] = 1;
            if (i % prime[j] == 0) {
                break;
            }
        }
    }
}
  1. 对于visit[i*prime[j]] = 1 的解释: 这里不是用i的倍数来消去合数,而是把 prime里面纪录的素数,升序来当做要消去合数的最小素因子。
    打表观察来理解 :
    输出前十个循环
    发现i在消去合数中的作用是当做倍数的。
  2. 对于 i%prime[j] == 0 就break的解释 :当 i是prime[j]的倍数时,i = kprime[j],如果继续运算 j+1,i * prime[j+1] = prime[j] * k prime[j+1],这里prime[j]是最小的素因子,当i = k * prime[j+1]时会重复,所以才跳出循环。
    举个例子 :i = 8 ,j = 1,prime[j] = 2,如果不跳出循环,prime[j+1] = 3,8 * 3 = 2 * 4 * 3 = 2 * 12,在i = 12时会计算。因为欧拉筛法的原理便是通过最小素因子来消除。

结语

对于欧拉筛法的学习是先从接触到题开始的,研究了一天才弄懂,很惭愧,再次遇到题也不见得可以游刃有余的解决,在此与大家共勉,学海无涯。
附上题目 :https://nanti.jisuanke.com/t/30999 (大佬眼中的签到题)

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请联系我们举报,一经查实,本站将立刻删除。

发布者:全栈程序员-站长,转载请注明出处:https://javaforall.net/125441.html原文链接:https://javaforall.net

(1)
全栈程序员-站长的头像全栈程序员-站长


相关推荐

  • JAVA枚举类型(Enum)的使用[通俗易懂]

    JAVA枚举类型(Enum)的使用[通俗易懂]在现实社会中,有些类的实例对象是固定的。例如季节,只有春夏秋冬。如果你创建了一个season类,你当然有义务维护这个类的实例对象只能是春(SPRING)、夏(SUMMER)、秋(AUTUMN)、冬(WINTER)这四个。这个时候就体现出枚举类的作用了,java中枚举类型就是针对这样的场景需求所设计的。/***枚举类的后缀建议为Enum,枚举类型的实例对象建议全大写(这样做符合JAVA的…

    2022年10月9日
    0
  • 创业型互联网公司应该选择PHP, JavaEE还是.NET技术路线?

    通常JavaEE和.NET被定义为构建大型在线系统,因为其支持面向对象设计,异步通讯,MVC等都相对比较完善,而PHP通常用于构建比较轻量的业务,例如SNS服务。因为实施速度快,工程师社区规模大,开源

    2021年12月20日
    41
  • RS485接口定义

    RS485接口定义

    1.英式标识为 TDA(-) 、TDB(+) 、RDA(-) 、RDB(+) 、GND 
    2.美式标识为 Y 、Z 、 A 、 B 、 GND  
    3.中式标识为 TXD(+)/A 、TXD(-)/B 、RXD(-) 、RXD(+)、GND  
       rs485两线一般定义为:  
                 “A, B”或”Date+,Date-”  
       即常说的:”485+,485-”  
       rs485四线一般定

    2022年5月27日
    67
  • java激活码-激活码分享

    (java激活码)本文适用于JetBrains家族所有ide,包括IntelliJidea,phpstorm,webstorm,pycharm,datagrip等。https://javaforall.net/100143.htmlIntelliJ2021最新激活注册码,破解教程可免费永久激活,亲测有效,上面是详细链接哦~B…

    2022年3月22日
    282
  • 一个java代码生成器的简单实现

    一个java代码生成器的简单实现最近,一直跟着公司技术牛人在搞大数据相关的东西,主要涉及的是环境搭建,同时也了解下整个hadoop生态系统相关的东西,真是让我大开眼界,这个在之后的博文中再来与大家分享。今天,笔者给大家介绍一个代码生成器,这个是笔者的主管写的,写的确实不错,主要是基于公司的jqueryeasyUI+springMVC+myBatis这套框架写的,可以根据一个数据库表生成model、mapper.xml

    2022年6月12日
    34
  • 深入浅出玩转php一句话(含过waf新姿势)

    深入浅出玩转php一句话(含过waf新姿势)本帖最后由sucppVK于2017-1-914:39编辑一、前言本文原创作者:XXX,本文属i春秋原创奖励计划,未经许可禁止转载!各个论坛出了不少过waf的一句话可笔者见还是有不少小白没有理解一句话(只知道是拿来链接菜刀)今天打算做一篇面向初学者的教程,总结知识点,抛砖引玉。让小白从彻底理解马的含义,到打造属于自己过waf的马。—-

    2022年5月21日
    116

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

关注全栈程序员社区公众号