鄙白第一篇博客,完完全全仅供纯白白借鉴,
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素数筛字面意思就是筛选某范围内(l,r)的素数嘛。
那怎么筛呢。其思想就是 把范围内的合数都筛去,不就只剩下素数了。而任何合数都可以表示为素数的乘积。因此,如果一个数是素数,那么这个素数的倍数一定是合数。上代码!
bool isprime[MAX]; //给数做标志,是素数则为1,不是则为0
long long su[MAX]; //把素数都存入该数组,当然你也可以用STL容器存储
void prime(){
cnt=1; //用来计素数个数
memset(isprime,1,sizeof(isprime)); //先初始化所有数的标志都是1
isprime[0]=isprime[1]=0; //0和1不是素数
for(long long i=2;i<=MAX;i++){
if(isprime[i]) //如果是素数,就保存到su[MAX]里
{
su[cnt++]=i;
for(long long j=i*2;j<=MAX;j+=i){ //该素数的倍数都是合数,标记为0
isprime[j]=0;
}
}
}
思路很清晰。但很明显,这个效率很低,因为会有重复计算。比如:当i=2时,j=i*2+2=6。而当i=3时,j=i*3=6;如此往后,庞大的数就会有庞大的重复计算量。
因此我们来优化一下:上述的筛选让每个数的倍数都循环到MAX一遍,这次我们只筛选小于i的素数与i的乘积,这样既不会重复筛选,也不会有遗漏,时间复杂度为线性的(第一次看可能不太懂为什么,但其实写个2,3,5就明白了)
即:欧拉筛 复杂度为O(n)!(重点重点,看起)
欧拉筛的思想:对于合数的筛出判断用唯一的条件,将合数分解为(他的最小质因子*另一个数)。以达到不重复的目的。
先上代码理解一下:
bool isprime[MAX];
long long su[MAX];
void prime(){
cnt=0;
memset(isprime,1,sizeof(isprime));
isprime[0]=isprime[1]=0;
for(int i=2;i<MAX;i++){
if(isprime[i])
su[cnt++]=i; //以上和普通筛的步骤一样
for(int j=0;j<cnt&&i*su[j]<MAX;j++){
isprime[i*su[j]]=0;
if(i%su[j]==0) //关键之处↓
break; //判断如果prime[j]是i的最小质因数了,那么不再往下循环
}
}
}
欧拉筛的关键之处在于 if(i%su[j]==0)的判断。
假设某合数m是su[j]的整数倍且su[j]是m的最小质因子,即m=k1*su[j]。那么m*su[j+1]=(k1*su[j+1])*su[j]=k2*su[j](此公式为理解欧拉筛的关键之处),即任意一个合数都可以表示成(其最小质因子和另一个合数的乘积)。
那么在for(int j=0;j<cnt&&i*su[j]<MAX;j++)循环中,当找到i1的最小质因数su[j]后,就没必要再将i1*su[j+1]标记为合数了,因为在循环i(for(int i=2;i<MAX;i++))的时候,一定会有另一个数i2与su[j]相乘等于i1*su[j+1]。以此来达到不重复的原则。
(初次接触欧拉筛有些难以理解,举几个实数理解一下更方便,理解一天应属正常,我是这样安慰自己愚蠢的小脑袋的)