这是我能想到的最好的算法。
def get_primes(n):
numbers = set(range(n, 1, -1))
primes = []
while numbers:
p = numbers.pop()
primes.append(p)
numbers.difference_update(set(range(p*2, n+1, p)))
return primes
>>> timeit.Timer(stmt='get_primes.get_primes(1000000)', setup='import get_primes').timeit(1)
1.1499958793645562
还能做得更快吗?
这段代码有一个缺陷:由于numbers是一个无序集，不能保证numbers.pop()将从集合中移除最低的数字。尽管如此，它还是适用于(至少对我来说)一些输入数字:
>>> sum(get_primes(2000000))
142913828922L
#That's the correct sum of all numbers below 2 million
>>> 529 in get_primes(1000)
False
>>> 529 in get_primes(530)
True
随着时间的推移，我收集了几个质数筛子。我电脑上最快的是这样的:
from time import time
# 175 ms for all the primes up to the value 10**6
def primes_sieve(limit):
a = [True] * limit
a[0] = a[1] = False
#a[2] = True
for n in xrange(4, limit, 2):
a[n] = False
root_limit = int(limit**.5)+1
for i in xrange(3,root_limit):
if a[i]:
for n in xrange(i*i, limit, 2*i):
a[n] = False
return a
LIMIT = 10**6
s=time()
primes = primes_sieve(LIMIT)
print time()-s
下面是Eratosthenes的一个numpy版本，具有良好的复杂度(低于排序长度为n的数组)和向量化。与@unutbu相比，用46微秒就可以找到100万以下的所有质数。
import numpy as np
def generate_primes(n):
is_prime = np.ones(n+1,dtype=bool)
is_prime[0:2] = False
for i in range(int(n**0.5)+1):
if is_prime[i]:
is_prime[i**2::i]=False
return np.where(is_prime)[0]
计时:
import time
for i in range(2,10):
timer =time.time()
generate_primes(10**i)
print('n = 10^',i,' time =', round(time.time()-timer,6))
>> n = 10^ 2 time = 5.6e-05
>> n = 10^ 3 time = 6.4e-05
>> n = 10^ 4 time = 0.000114
>> n = 10^ 5 time = 0.000593
>> n = 10^ 6 time = 0.00467
>> n = 10^ 7 time = 0.177758
>> n = 10^ 8 time = 1.701312
>> n = 10^ 9 time = 19.322478
这些都是经过编写和测试的。所以没有必要重新发明轮子。
python -m timeit -r10 -s"from sympy import sieve" "primes = list(sieve.primerange(1, 10**6))"
打破了12.2秒的记录!
10 loops, best of 10: 12.2 msec per loop
如果这还不够快，你可以试试PyPy:
pypy -m timeit -r10 -s"from sympy import sieve" "primes = list(sieve.primerange(1, 10**6))"
结果是:
10 loops, best of 10: 2.03 msec per loop
得到247张赞成票的答案列出了15.9毫秒的最佳解决方案。
比较这个! !
下面是我在Python中通常用来生成质数的代码:
$ python -mtimeit -s'import sieve' 'sieve.sieve(1000000)'
10 loops, best of 3: 445 msec per loop
$ cat sieve.py
from math import sqrt
def sieve(size):
prime=[True]*size
rng=xrange
limit=int(sqrt(size))
for i in rng(3,limit+1,+2):
if prime[i]:
prime[i*i::+i]=[False]*len(prime[i*i::+i])
return [2]+[i for i in rng(3,size,+2) if prime[i]]
if __name__=='__main__':
print sieve(100)
它不能与这里发布的更快的解决方案竞争，但至少它是纯python。
谢谢你提出这个问题。我今天真的学到了很多东西。
使用Numpy实现的半筛子略有不同:
http://rebrained.com/?p=458
import math
import numpy
def prime6(upto):
primes=numpy.arange(3,upto+1,2)
isprime=numpy.ones((upto-1)/2,dtype=bool)
for factor in primes[:int(math.sqrt(upto))]:
if isprime[(factor-2)/2]: isprime[(factor*3-2)/2:(upto-1)/2:factor]=0
return numpy.insert(primes[isprime],0,2)
有人能把这个和其他时间比较一下吗?在我的机器上，它似乎与其他Numpy半筛相当。
