
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子。
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。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”,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<MAXN;i++)
if(prime)
for(j=2;j<=MAXN/i;j++)
prime[j*i]=0;
筛法的改进——线性时间筛法
for (i=2;i<=n;i++)
{
if (a[i]==0)
{
num++;p[num]=i;
}
for (j=1;((j<=num) && (i*p[j]<=n)); j++)
{
a[i*p[j]] = 1 ;
if (i%p[j] == 0) break;
}
}