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教你用C語言判斷一個數(shù)是否為素數(shù) 詳細方法解析

蔡文姬腿堡 2021-08-19 14:19:45 瀏覽數(shù) (15839)
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本篇文章將和大家分享如何使用C語言代碼來判斷一個數(shù)是否為素數(shù)的內容,來幫助大家理解C語言中的循環(huán)和判斷結構的知識,以下是詳情內容,供大家學習參考。

一、概念介紹

  素數(shù)又稱為質數(shù)。一個大于1的自然數(shù)(從2開始),除了1和它本身外,不能被其他自然數(shù)整除的叫做素數(shù),否則稱為合數(shù)。

  0和1既不是素數(shù)也不是合數(shù),最小的素數(shù)是2。

二、代碼

方法一:

bool is_Prime(int num){
 int i;
 
 for(i = 2;i <= sqrt(num);i++){
  if(num % i == 0)//一旦發(fā)現(xiàn)有因子,則返回false
   return false;
 }
 return true;
}

注意:在for循環(huán)判斷時不能忘記 i <= sqrt(num) 的等號,因為假設 p*p = n , n的因子是可以取到 sqrt(n) 的,如判斷 9 是不是素數(shù),如果沒有等號會出現(xiàn) 9是素數(shù),而實際上 9不是素數(shù)。

方法二:

關于質數(shù)分布的規(guī)律:大于等于5的質數(shù)一定和6的倍數(shù)相鄰。例如5和7,11和13,17和19等等;

證明:令x≥1,將大于等于5的自然數(shù)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的倍數(shù)相鄰的數(shù)為6x+2,6x+3,6x+4,由于2(3x+1),3(2x+1),2(3x+2),所以它們一定不是素數(shù),再除去6x本身,顯然,素數(shù)要出現(xiàn)只可能出現(xiàn)在6x的相鄰兩側。因此在5到sqrt(n)中每6個數(shù)只判斷2個,時間復雜度O(sqrt(n)/3)。

在高配版和尊享版中,都是一個剪枝的思想,高配版中裁剪了不必要的偶數(shù),尊享版中裁剪了不和6的倍數(shù)相鄰的數(shù),雖然都沒有降低時間復雜度的階數(shù),但都一定程度上加快了判斷的速度。

/*一種高效的方法*/
bool isPrime_3(int num){
 //兩個較小數(shù)另外處理
 if(num == 2 || num == 3)
  return true;
 //不在6的倍數(shù)兩側的一定不是質數(shù)
 if(num % 6 != 1 && num % 6 != 5)
  return false;

 int i;
 //在6的倍數(shù)兩側的也可能不是質數(shù) 
 for(i = 2;i <= sqrt(num);i += 6){
  if(num % i == 0 || num % (i + 2) == 0)
   return false;
 } 
 
 //排除所有,剩余的是質數(shù)
 return true; 
}

三、測試

  對負數(shù)與0,1進行異常處理

int main(){
 int num;
 bool result1,result2;
 
 printf("請輸入一個正整數(shù),以-1結束: ");
 scanf("%d",&num);
 while(num < 2 && num != -1){
  printf("輸入不合法,請重新輸入!(說明:素數(shù)必須大于1)
");
  printf("請輸入一個正整數(shù),以-1結束: ");
  scanf("%d",&num);
 } 
 
 while(num >= 2 && num != -1){
  result1 = isPrime(num);
  result2 = isPrime_3(num);
  
  if(result1 == true)
   printf("%d 是素數(shù)
",num);
  else if(result1 == false)
   printf("%d 不是素數(shù)
",num);
 
  if(result2 == true)
   printf("%d 是素數(shù)

",num);
  else if(result2 == false)
   printf("%d 不是素數(shù)

",num);
  
  printf("請輸入一個正整數(shù),以-1結束: ");
  scanf("%d",&num);
  while(num < 2 && num != -1){
    printf("輸入不合法,請重新輸入?。ㄕf明:素數(shù)必須大于1)
");
    printf("請輸入一個正整數(shù),以-1結束: ");
    scanf("%d",&num);
  }
 }
}

四、截圖

以上就是關于C語言代碼判斷一個數(shù)是否為素數(shù)的方法詳解的文章,想要了解更多關于C語言基礎練習的實例內容,推薦大家直接搜索C語言練習,里面包括了許多有關于C語言實例練習的題目。


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