求素数问题
 求素数问题（很典型的问题）以下是求解素数的三种方法，大家可以按照算法写出程序代码。 【1】求10000以内的所有素数。 素数是除了1和它本身之外再不能被其他数整除的自然数。由于找不到一个通项公式来表示所有的素数，所以对于数学家来说，素数一直是一个未解之谜。像著名的哥德巴赫猜想、孪生素数猜想，几百年来不知吸引了世界上多少优秀的数学家。尽管他们苦心钻研，呕心沥血，但至今仍然未见分晓。 自从有了计算机之后，人们借助于计算机的威力，已经找到了2216091以内的所有素数。 求素数的方法有很多种，最简单的方法是根据素数的定义来求。对于一个自然数N，用大于1小于N的各个自然数都去除一下N，如果都除不尽，则N为素数，否则N为合数。 但是，如果用素数定义的方法来编制计算机程序，它的效率一定是非常低的，其中有许多地方都值得改进。 第一，对于一个自然数N，只要能被一个非1非自身的数整除，它就肯定不是素数，所以不 必再用其他的数去除。 第二，对于N来说，只需用小于N的素数去除就可以了。例如，如果N能被15整除，实际 上就能被3和5整除，如果N不能被3和5整除，那么N也决不会被15整除。 第三，对于N来说，不必用从2到N一1的所有素数去除，只需用小于等于√N(根号N)的所有素数去除就可以了。这一点可以用反证法来证明： 如果N是合数，则一定存在大于1小于N的整数d1和d2，使得N=d1×d2。 如果d1和d2均大于√N，则有：N＝d1×d2>√N×√N＝N。 而这是不可能的，所以，d1和d2中必有一个小于或等于√N。 基于上述分析，设计算法如下： (1)用2，3，5，7逐个试除N的方法求出100以内的所有素数。 (2)用100以内的所有素数逐个试除的方法求出10000以内的素数。 首先，将2，3，5，7分别存放在a[1]、a[2]、a[3]、a[4]中，以后每求出一个素数，只要不大于100，就依次存放在A数组中的一个单元中。当我们求100—10000之间的素数时，可依次用a[1]－a[2]的素数去试除N，这个范围内的素数可以不保存，直接打印。 【2】用筛法求素数。 在2的上面画一个圆圈，然后划去2的其他倍数；第一个既未画圈又没有被划去的数是3，将它画圈，再划去3的其他倍数；现在既未画圈又没有被划去的第一个数是5，将它画圈，并划去5的其他倍数……依次类推，一直到所有小于或等于N的各数都画了圈或划去为止。这时，表中画了圈的以及未划去的那些数正好就是小于 N的素数。 这很像一面筛子，把满足条件的数留下来，把不满足条件的数筛掉。由于这种方法是厄拉多塞首先发明的，所以，后人就把这种方法称作厄拉多塞筛法。 【3】用6N±1法求素数。 在程序上，我们可以用一个二重循环实现这一点，外循环i按3的倍数递增，内循环j为0－1的循环，则2(i+j)-1恰好就是形如6N±1的自然数。 |
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