找出质数最快的算法是什么?

用c++找出质数最快的算法是什么?我已经使用了sieve的算法，但我仍然希望它更快!

当前回答

有一个100%的数学测试可以检查一个数字P是质数还是合数，叫做AKS质数测试。

概念很简单:给定一个数字P，如果(x-1)^P - (x^P-1)的所有系数都能被P整除，那么P是一个质数，否则它是一个合数。

例如，给定P = 3，会给出多项式:

   (x-1)^3 - (x^3 - 1)
 = x^3 + 3x^2 - 3x - 1 - (x^3 - 1)
 = 3x^2 - 3x

系数都能被3整除，所以这个数是素数。

P = 4不是质数的例子是:

   (x-1)^4 - (x^4-1)
 = x^4 - 4x^3 + 6x^2 - 4x + 1 - (x^4 - 1)
 = -4x^3 + 6x^2 - 4x

这里我们可以看到系数6不能被4整除，因此它不是质数。

多项式(x-1)^P有P+1项，可以用组合法找到。因此，这个测试将在O(n)个运行时间内运行，所以我不知道这有多有用，因为你可以简单地从0到p遍历I，然后测试剩余的部分。

2014-11-04 09:43:16

其他回答

#include<stdio.h>
main()
{
    long long unsigned x,y,b,z,e,r,c;
    scanf("%llu",&x);
    if(x<2)return 0;
    scanf("%llu",&y);
    if(y<x)return 0;
    if(x==2)printf("|2");
    if(x%2==0)x+=1;
    if(y%2==0)y-=1;
    for(b=x;b<=y;b+=2)
    {
        z=b;e=0;
        for(c=2;c*c<=z;c++)
        {
            if(z%c==0)e++;
            if(e>0)z=3;
        }
        if(e==0)
        {
            printf("|%llu",z);
            r+=1;
        }
    }
    printf("|\n%llu outputs...\n",r);
    scanf("%llu",&r);
}

2011-11-16 17:49:04

#include<iostream>
using namespace std;

void main()
{
    int num,i,j,prime;
    cout<<"Enter the upper limit :";
    cin>>num;

    cout<<"Prime numbers till "<<num<<" are :2, ";

    for(i=3;i<=num;i++)
    {
        prime=1;
        for(j=2;j<i;j++)
        {
            if(i%j==0)
            {
                prime=0;
                break;
            }
        }

        if(prime==1)
            cout<<i<<", ";

    }
}

2012-03-11 17:05:52

这是我一直在玩的埃拉托色尼筛子的Python实现。

def eratosthenes(maximum: int) -> list[int | None]:
    """
    Find all the prime numbers between 2 and `maximum`.

    Args:
        maximum: The maximum number to check.

    Returns:
        A list of primes between 2 and `maximum`.
    """

    if maximum < 2:
        return []

    # Discard even numbers by default.
    sequence = dict.fromkeys(range(3, maximum+1, 2), True)

    for num, is_prime in sequence.items():
        # Already filtered, let's skip it.
        if not is_prime:
            continue

        # Avoid marking the same number twice.
        for num2 in range(num ** 2, maximum+1, num):
            # Here, `num2` might contain an even number - skip it.
            if num2 in sequence:
                sequence[num2] = False

    # Re-add 2 as prime and filter out the composite numbers.
    return [2] + [num for num, is_prime in sequence.items() if is_prime]

在一台简陋的三星Galaxy A40上，该代码大约需要16秒才能输入10000000个数字。

欢迎提出建议!

2021-11-12 00:30:33

另一个Python实现比死亡面具推销员的答案更直接，也更快:

import numpy as np

def prime_numbers(limit: int) -> list[int]:
    """Provide a list of all prime numbers <= the limit."""
    is_prime = np.full((limit + 1, ), True)
    is_prime[0:2] = False
    for n in range(2, limit + 1):
        if is_prime[n]:
            is_prime[n**2::n] = False
    return list(np.where(is_prime)[0])

你可以进一步优化，例如，排除2，或者硬编码更多质数，但我想保持简单。

*示例运行时比较(注意:我使用了其他实现的优化形式，见我的评论):

2022-07-19 10:23:45