一、什么是素数

素数是指在大于1的自然数中,除了1和它本身以外不再有其他因数的自然数。

1不是素数、2是素数。

二、判断一个数是否为素数(循环)

分析思路:输入一个数n,使n除2、n除3....n除n-1若出现整除,则不是素数。

当出现一个整除的时候,我们要停止循环。为了利于表达,我们可以引入一个标志flag=1,代表n为素数;当flag=0的时候,n不是素数。

输入:1、2、12、71

输出:1不是素数、2是素数、12不是素数、71是素数

代码如下
#include <stdio.h> int main () { int n; scanf("%d",&n); int flag=1; if(n==1) {
flag=0; //如果n=1,flag=0,即不是素数。单独讨论1和2. } if(n>2) { for(int i=3;i<n;i++) {
if(n%i==0) { flag=0; break; } } } if(flag==0) printf("%d不是素数",n); else
printf("%d是素数",n); return 0; }
输出情况:

 三、函数计算给定区间内素数和的函数

    函数接口定义:

                           int prime( int p );
                           int PrimeSum( int m, int n );

其中函数prime当用户传入参数p为素数时返回1,否则返回0;

函数PrimeSum返回区间[m, n]内所有素数的和。题目保证用户传入的参数m≤n。

输入:-1 10
输出:Sum of ( 2 3 5 7 ) = 17

本题分析:

1、是区间内判断函数,所以需要一个for循环取区间内的数进行判断

2、本题需要书写两个函数,一个是判断素数函数,一个是素数求和函数。涉及函数的声明、调用、书写。

代码如下:
#include <stdio.h> #include <math.h> int prime( int p ); int PrimeSum( int m,
int n ); int main() { int m, n, p; scanf("%d %d", &m, &n); //输入区间 printf("Sum
of ( "); //输出:Sum of( for( p=m; p<=n; p++ ) //用for循环判断区间内的所有函数 { if( prime(p)
!= 0 ) //调用函数 printf("%d ", p); //输出素数 } printf(") = %d\n", PrimeSum(m, n));
//输出:)=sum return 0; } int prime( int p ) //判断素数 { int i,flag=1; if(p<=1)
return 0; if(p==2) return 1; for(i=2;i<p;i++) { if(p%i==0) { flag=0; break; } }
return flag; } int PrimeSum( int m, int n ) //求和 { int i,sum=0;
for(i=m;i<=n;i++) { if(prime(i)) //调用prime()函数 sum+=i; } return sum; }
 输出情况

四、循环判断素数的优化

改编(二)用函数判断区间内所有的素数。

我们有代码

#include <stdio.h> #include <math.h> int prime( int p ); int PrimeSum( int m,
int n ); int main() { int m, n, p; scanf("%d %d", &m, &n); //输入区间 for( p=m;
p<=n; p++ ) //用for循环判断区间内的所有函数 { if( prime(p) != 0 ) //调用函数 printf("%d ", p);
//输出素数 } return 0; } int prime( int p ) //判断素数 { int i,flag=1; if(p<=1) return
0; if(p==2) return 1; for(i=2;i<p;i++) { if(p%i==0) { flag=0; break; } } return
flag; }

输入 -1 10

 

 得出的结果是正确的,但是假设我们验证的是7那么循环要走5次,无疑是非常浪费时间的因此我们可以优化一下代码。

(1)除了2以外只要是偶数一定不是素数,所以我们可以在函数循环中去掉偶数,让i=3开始每次+2

有函数代码如下
int prime( int p ) //判断素数 { int i,flag=1; if(p<=1||(p%2==0&&p!=2))
//如果p<=1或者是偶数但不是2,直接使flag=0 { flag=0; } for(i=3;i<p;i+=2) //i从3开始,每次判断后加2,不除偶数
{ if(p%i==0) { flag=0; break; } } return flag; }
运行情况

这样如果判断7是不是素数只需要循环2次,那么数字越大,循环的优化也会越明显

(2)在(1)的基础上,我们不循环到x-1,而是循环到x的平方根,也就是假设我们判断100是不是素数,我们不用循环到99,而是循环到10就可以了。

函数代码如下
int prime( int p ) //判断素数 { int i,flag=1; if(p<=1||(p%2==0&&p!=2)) { flag=0; }
for(i=3;i<=sqrt(p);i+=2) { if(p%i==0) { flag=0; break; } } return flag; }
总结

素数是一个初学者的难题,算是初学者的小坑之一,需要选择、循环、函数的融会贯通。

等学到数组之后,我们可以设立一个素数表,使其判断素数的速度更快

 

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