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求n以内素数个数问题详解

程序员文章站 2024-03-14 21:12:53
...

直接判断法,时间复杂度O(n^2) 

int countPrimes(int n) {
    int count = 0;
    for (int i = 2; i < n; i++)
        if (isPrim(i)) count++;
    return count;
}

// 判断整数 n 是否是素数
boolean isPrime(int n) {
    for (int i = 2; i < n; i++)
        if (n % i == 0)
            // 有其他整除因子
            return false;
    return true;
}

换句话说,如果在 [2,sqrt(n)] 这个区间之内没有发现可整除因子,就可以直接断定 n 是素数了,因为在区间 [sqrt(n),n] 也一定不会发现可整除因子。

改成i*i<=n后,时间复杂度O(NlogN)

使用筛法:

int countPrimes(int n) {
    boolean[] isPrim = new boolean[n];
    // 将数组都初始化为 true
    Arrays.fill(isPrim, true);

    for (int i = 2; i < n; i++) 
        if (isPrim[i]) 
            // i 的倍数不可能是素数了
            for (int j = 2 * i; j < n; j += i) 
                    isPrim[j] = false;
    
    int count = 0;
    for (int i = 2; i < n; i++)
        if (isPrim[i]) count++;
    
    return count;
}

优化,j并不是从2*i开始,而是i*i开始,i也不需要到n,到sqrt(n)即可。

int countPrimes(int n) {
    boolean[] isPrim = new boolean[n];
    Arrays.fill(isPrim, true);
    for (int i = 2; i * i < n; i++) 
        if (isPrim[i]) 
            for (int j = i * i; j < n; j += i) 
                isPrim[j] = false;
    
    int count = 0;
    for (int i = 2; i < n; i++)
        if (isPrim[i]) count++;
    
    return count;
}

时间复杂度是O(NloglogN)

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