如何判断一个数是否为素数(判断一个数为素数)

目录1.什么是质数?2.如何判断是否为质数?方法1方法2方法3方法41.什么是质数?首先来看质数的概念:质数(Primenumber),又称素数,指在大于1的自然数中,除了1和该数自身外,无法被其他自然数整除的数。(也可定义为只有1与该数本身两个正因数的数)图1数字12不是质数,而数字11是质数如上图所示,数字12可以将每4个分成一组,…

大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。

目录

1.什么是质数?

2.如何判断是否为质数?

方法1

方法2

方法3

方法4


1.什么是质数?

首先来看质数的概念:

质数(Prime number),又称素数,指在大于1的自然数中,除了1和该数自身外,无法被其他自然数整除的数。(也可定义为只有1与该数本身两个正因数的数)

 

如何判断一个数是否为素数(判断一个数为素数)
图1  数字12不是质数,而数字11是质数

如上图所示,数字12可以将每4个分成一组,一共3组;而数字11将每4个、每5个、每3个分成一组都无法全部分完,而有剩余,因此将数字11称为质数。

 

2.如何判断是否为质数?

质数的特点如下:

一个自然数(如1、2、3、4、5、6等)若恰有两个正约数(1及此数本身),则称之为质数。

方法1

根据质数的约数只有1和本身这一特点,可以首先想到最直观的方法。第一种方法就是判断一个数是否能被比它小的数整除

方法1的时间复杂度是O(n)。

public static boolean isPrime(int n){
    //n<=3时,质数有2和3
    if (n <= 3) {
        return n > 1;
    }
    //当n>3时,质数无法被比它小的数整除
    for(int i = 2; i < n; i++){
        if (n % i == 0) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

方法2

当一个数不是质数时,必定存在两个约数,一个大于等于sqrt(n),另一个小于sqrt(n)。利用这种特性,可以对方法1进行改进,只判断数n能否被小于sqrt(n)的数整除。

方法2的时间复杂度是O(sqrt(n))。

如何判断一个数是否为素数(判断一个数为素数)
图2  筛选判断集,只选择小于等于sqrt(n)的集合

 

public static boolean isPrime(int n) {
    if (n <= 3) {
        return n > 1;
    }
    //判断一个数能否被小于sqrt(n)的数整除
    int sqrt = (int)Math.sqrt(n);
    for (int i = 2; i <= sqrt; i++) {
        if(n % i == 0) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

方法3

任一偶数一定能分解为2和其他偶数/奇数的积,因此一个数不能被2整除,那么这个数一定不能被其他偶数整除。利用这个特点,可以对方法2进行改进,判断数n能否被小于sqrt(n)的奇数整除。

方法3的时间复杂度是O(sqrt(n)/2)。

如何判断一个数是否为素数(判断一个数为素数)
图3  进一步筛选判断集,只选择小于等于sqrt(n)的奇数
public static boolean isPrime(int n) {
    if (n <= 3) {
        return n > 1;
    }
    //只需判断一个数能否被小于sqrt(n)的奇数整除
    int sqrt = (int)Math.sqrt(n);
    for (int i = 3; i <= sqrt; i += 2) {
        if(n % 2 == 0 || n % i == 0) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

方法4

质数的分布具有特点,经过证明可以得到,(大于等于5的)质数一定和6的倍数相邻,一定是6x-1或6x-1。利用这种特性。可以对整数进行筛选,只判断那些是6x-1或6x-1的整数是否为质数。

如何判断一个数是否为素数(判断一个数为素数)
图4  筛选数据集,只选择6的倍数相邻的数

证明过程如下:

令x≥1,将大于等于5的自然数表示如下: ······6x-1,6x,6x+1,6x+2,6x+3,6x+4······(相邻6个数为一组)

在以上的数字中,6x、6x+2和6x+4是偶数,一定不是质数;6x+3可以分解为3(2x+1),不是质数,因此质数只能是6x-1和6x+1。

public static boolean isPrime(int n) {
    if (n <= 3) {
        return n > 1;
    }
    // 只有6x-1和6x+1的数才有可能是质数
    if (n % 6 != 1 && n % 6 != 5) {
        return false;
    }
    // 判断这些数能否被小于sqrt(n)的奇数整除
    int sqrt = (int) Math.sqrt(n);
    for (int i = 5; i <= sqrt; i += 6) {
        if (n % i == 0 || n % (i + 2) == 0) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

 

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/125608.html原文链接:https://javaforall.net

(0)
全栈程序员-站长的头像全栈程序员-站长


相关推荐

  • 时间轮java实现「建议收藏」

    时间轮java实现「建议收藏」时间轮java实现一、java调度方法:前言在开发高性能服务器中,定时器总是不可或缺的。常见的定时器实现三种,分别是:排序链表,最小堆,时间轮。之前用的定时器是基于最小堆的,如果程序中的定时器数量比较少,基于最小堆的定时器一般可以满足需求,且实现简单。Timer,ScheduledExecutorService时间复杂度O(log(n))因为它们使用的是最小堆的对排…

    2022年10月1日
    5
  • 超声波倒车雷达原理[通俗易懂]

    超声波倒车雷达原理[通俗易懂]汽车倒车中使用的倒车雷达防撞报警系统即是俗称的倒车雷达,在汽车倒车时,超声波倒车雷采用超声波测距原理探测汽车尾部离障碍物的距离,是汽车泊车辅助装置。倒车时,当汽车尾部探测到障碍物时,倒车雷达就实时动态显示离障碍物的距离,达到设定的安全警告值时,倒车雷达立即发出报警声,以警示驾驶员,辅助驾驶员安全倒车。现在大多数都配置有倒车雷达。倒车雷达电路种类较多,本文介绍基于单片机控制的倒车雷达系统,该系统采用…

    2025年10月30日
    4
  • Ubuntu9.10更新源「建议收藏」

    Ubuntu9.10更新源「建议收藏」1\网易debhttp://mirrors.163.com/ubuntu/karmicmainrestricteduniversemultiversedebhttp://mirrors.

    2022年7月4日
    25
  • 中星睿典职称计算机考试,大纲教材 – 中星睿典 – 全国职称计算机考试|职称计算机考试模块|全国职称计算机考试试题…

    中星睿典职称计算机考试,大纲教材 – 中星睿典 – 全国职称计算机考试|职称计算机考试模块|全国职称计算机考试试题…大纲教材介绍全国专业技术人员计算机应用能力考试,又称全国职称计算机应用考试。为贯彻党的十五届五中全会提出的“要在全社会广泛应用信息技术,全国职称计算机考试可以提高计算机和网络的普及应用程度,加强信息资源的开发和利用”的精神,落实国家加快信息化建设的要求,引导全国专业技术人员学习掌握计算机知识,提高计算机的应用能力,根据原人事部《关于全国专业技术人员计算机应用能力考试的通知》(人发2001124号)…

    2022年6月2日
    33
  • spring cloud gateway之filter篇[通俗易懂]

    spring cloud gateway之filter篇[通俗易懂]转载请标明出处:https://www.fangzhipeng.com本文出自方志朋的博客在上一篇文章详细的介绍了Gateway的Predict,Predict决定了请求由哪一个路由处理,在路由处理之前,需要经过“pre”类型的过滤器处理,处理返回响应之后,可以由“post”类型的过滤器处理。filter的作用和生命周期由filter工作流程点,可以知道filter有着非常重要的作用…

    2022年5月13日
    68
  • 新手入门:websocket

    新手入门:websocketWebSocket详解1、什么是Socket?什么是WebSocket?2、WebSocket的通信原理和机制3、WebSocket技术出现之前,Web端实现即时通讯的方法有哪些?4、一个简单的WebSocket聊天小例子8、结语1、什么是Socket?什么是WebSocket?对于第1次听说WebSocket技术的人来说,两者有什么区别?websocket是仅仅将socket的概念移植到浏览器中的实现吗?我们知道,在网络中的两个应用程序(进程)需要全双工相互通信(全双工即双方可同时向对方发送消息),

    2022年7月11日
    17

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