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

  • 主机、宿主机_宿主机架

    主机、宿主机_宿主机架主机:包括机箱、主板、CPU、内存、硬盘、显卡等,总之就是机箱及和内部的所有东西的总称。虚拟机中的概念是这样的:1、宿主机:指要安装虚拟机软件的计算机,你花钱买的物理机。2、虚拟机:利用虚拟机工具构造出来的,有一整套硬件设备,有自己操作系统,应用软件。3、宿主操作系统:物理机上安装的,例如在一台Win2K机上安装VMWare4、客户操作系统:虚拟机上的操作系统,如RedHatLinu

    2022年8月21日
    13
  • clob类型类似MySQL_Oracle中Clob类型处理解析

    clob类型类似MySQL_Oracle中Clob类型处理解析系统环境 xp 2 0 oracle9i 表结构 由于是测试 表结构随便建了一张 XX 字段名类型 IDVARCHAR2 70 TESTCLOB 测试方式 1 直接将 CLOB 的值拼写在 SQL 语句中 代码 stringid Guid NewGuid ToString OracleComman Conn CreateComman cmd CommandText inse

    2025年7月4日
    3
  • 树莓派命令连接wifi_使用命令行设置树莓派的wifi网络「建议收藏」

    树莓派命令连接wifi_使用命令行设置树莓派的wifi网络「建议收藏」如果你没有登录到常用的图形用户界面,这种方法就适合用来设置树莓派的wifi。尤其是在你没有屏幕或者有线网络,仅使用串口控制线的时候。另外,这种方法也不需要额外的软件,所有需要的东西都已经包含进了树莓派。GETTINGWIFINETWORKDETAILS(获取wifi网络详情)为了扫描wifi网络,可以使用sudoiwlistwlan0scan命令。这个命令会列出所有可使用的wifi网络…

    2022年5月5日
    271
  • OpenCV学习笔记:resize函数改变图像的大小

    OpenCV提供了resize函数来改变图像的大小,函数原型如下:void resize(InputArray src,OutputArray dst,Size dsize,double fx=0,double fy=0,int interpolation=INTER_LINEAR );先解释一下各个参数的意思:src:输入,原图像,即待改变大小的图像

    2022年4月8日
    182
  • pycharm选中一行代码快捷键_python代码自动对齐

    pycharm选中一行代码快捷键_python代码自动对齐在写代码的时候,经常为了对齐代码而烦恼,强大的pycharm为我们提供了一个代码自动对齐功能,而且可以使用快捷键完成。快捷键组合是:Ctrl+Alt+L将光标置于需要调整的代码行,或者选择一个区域,按下快捷键,代码就可以自动对齐啦!…

    2022年8月27日
    42
  • C#窗体越界时鼠标还能回到初始坐标位置

    C#窗体越界时鼠标还能回到初始坐标位置

    2021年6月11日
    75

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