一、概念介绍
素数又称为质数。一个大于1的自然数(从2开始),除了1和它本身外,不能被其他自然数整除的叫做素数,否则称为合数。
0和1既不是素数也不是合数,最小的素数是2。
二、代码
方法一:
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bool is_Prime( int num){ int i; for (i = 2;i <= sqrt (num);i++){ if (num % i == 0) //一旦发现有因子,则返回false return false ; } return true ; } |
注意:在for循环判断时不能忘记 i <= sqrt(num) 的等号,因为假设 p*p = n , n的因子是可以取到 sqrt(n) 的,如判断 9 是不是素数,如果没有等号会出现 9是素数,而实际上 9不是素数。
方法二:
关于质数分布的规律:大于等于5的质数一定和6的倍数相邻。例如5和7,11和13,17和19等等;
证明:令x≥1,将大于等于5的自然数表示如下:
··· 6x-1,6x,6x+1,6x+2,6x+3,6x+4,6x+5,6(x+1),6(x+1)+1 ···
可以看到,不和6的倍数相邻的数为6x+2,6x+3,6x+4,由于2(3x+1),3(2x+1),2(3x+2),所以它们一定不是素数,再除去6x本身,显然,素数要出现只可能出现在6x的相邻两侧。因此在5到sqrt(n)中每6个数只判断2个,时间复杂度O(sqrt(n)/3)。
在高配版和尊享版中,都是一个剪枝的思想,高配版中裁剪了不必要的偶数,尊享版中裁剪了不和6的倍数相邻的数,虽然都没有降低时间复杂度的阶数,但都一定程度上加快了判断的速度。
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/*一种高效的方法*/ bool isPrime_3( int num){ //两个较小数另外处理 if (num == 2 || num == 3) return true ; //不在6的倍数两侧的一定不是质数 if (num % 6 != 1 && num % 6 != 5) return false ; int i; //在6的倍数两侧的也可能不是质数 for (i = 2;i <= sqrt (num);i += 6){ if (num % i == 0 || num % (i + 2) == 0) return false ; } //排除所有,剩余的是质数 return true ; } |
三、测试
对负数与0,1进行异常处理
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int main(){ int num; bool result1,result2; printf ( "请输入一个正整数,以-1结束: " ); scanf ( "%d" ,&num); while (num < 2 && num != -1){ printf ( "输入不合法,请重新输入!(说明:素数必须大于1)\n" ); printf ( "请输入一个正整数,以-1结束: " ); scanf ( "%d" ,&num); } while (num >= 2 && num != -1){ result1 = isPrime(num); result2 = isPrime_3(num); if (result1 == true ) printf ( "%d 是素数\n" ,num); else if (result1 == false ) printf ( "%d 不是素数\n" ,num); if (result2 == true ) printf ( "%d 是素数\n\n" ,num); else if (result2 == false ) printf ( "%d 不是素数\n\n" ,num); printf ( "请输入一个正整数,以-1结束: " ); scanf ( "%d" ,&num); while (num < 2 && num != -1){ printf ( "输入不合法,请重新输入!(说明:素数必须大于1)\n" ); printf ( "请输入一个正整数,以-1结束: " ); scanf ( "%d" ,&num); } } } |
四、截图
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