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。

#include <iostream>

using namespace std;

int set [1000000];

int main (){

    for (int i=0; i<1000000; i++){
        set [i] = 0;
    }
    int set_size= 1000;
    set [set_size];
    set [0] = 2;
    set [1] = 3;
    int Ps = 0;
    int last = 2;

    cout << 2 << " " << 3 << " ";

    for (int n=1; n<10000; n++){
        int t = 0;
        Ps = (n%2)+1+(3*n);
        for (int i=0; i==i; i++){
            if (set [i] == 0) break;
            if (Ps%set[i]==0){
                t=1;
                break;
            }
        }
        if (t==0){
            cout << Ps << " ";
            set [last] = Ps;
            last++;
        }
    }
    //cout << last << endl;


    cout << endl;

    system ("pause");
    return 0;
}

你的问题是判断一个特定的数字是否是质数吗?然后你需要一个质数测试(很简单)。或者你需要一个给定数字之前的所有质数吗?在这种情况下，素筛是很好的(简单，但需要内存)。或者你需要一个数的质因数?这将需要分解(如果你真的想要最有效的方法，对于较大的数字很难)。你看到的数字有多大?16位?32位?更大的吗?

一种聪明而有效的方法是预先计算质数表，并使用位级编码将它们保存在文件中。文件被认为是一个长位向量，而位n表示整数n。如果n是素数，则其位设置为1，否则为0。查找非常快(您可以计算字节偏移量和位掩码)，并且不需要在内存中加载文件。

寻找因素的解决方案:

def divisors(integer):
    result = set()
    i = 2
    j = integer/2
    while(i <= j):
        if integer % i == 0:
            result.add(i)
            #it dont need to 
            result.add(integer//i)
        i += 1
        j = integer//i
    if len(result) > 0:
        return f"not  prime {sorted(result)}"
    else:
        return f"{integer} is prime"

—测试---- 导入的时间

start_time = time.time()
print(divisors(180180180180))
print("--- %s seconds ---" % (time.time() - start_time))

——0.06314539909362793秒——

start_time = time.time()
print(divs(180180180180180))
print("--- %s seconds ---" % (time.time() - start_time))

——1.5997519493103027秒——

start_time = time.time()
print(divisors(1827))
print("--- %s seconds ---" % (time.time() - start_time))

——0.0秒——

start_time = time.time()
print(divisors(104729))
print("--- %s seconds ---" % (time.time() - start_time))

——0.0秒——

下面的代码:

def divs(integer):
    result = set()
    i = 2
    j = integer / 2
    loops = 0
    while (i <= j):
        if integer % i == 0:
            print(f"loops:{loops}")
            return f"{integer} is not a prime"
        i += 1
        j = integer // i
        loops += 1
    print(f"loops:{loops}")
    
    return f"{integer} is prime"

——测试——

start_time = time.time()
print(divs(180180180180180180180180))
print("--- %s seconds ---" % (time.time() - start_time))

——0.0秒——

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):

I know it's somewhat later, but this could be useful to people arriving here from searches. Anyway, here's some JavaScript that relies on the fact that only prime factors need to be tested, so the earlier primes generated by the code are re-used as test factors for later ones. Of course, all even and mod 5 values are filtered out first. The result will be in the array P, and this code can crunch 10 million primes in under 1.5 seconds on an i7 PC (or 100 million in about 20). Rewritten in C it should be very fast.

var P = [1, 2], j, k, l = 3

for (k = 3 ; k < 10000000 ; k += 2)
{
  loop: if (++l < 5)
  {
    for (j = 2 ; P[j] <= Math.sqrt(k) ; ++j)
      if (k % P[j] == 0) break loop

    P[P.length] = k
  }
  else l = 0
}