1. 常规筛

  1. 1.输入一个n,求1-n之间的素数,那么肯定要有一个循环将1到n都过一遍。
  2. 2.判定素数,除了1和它本身外没有其它的因数,所以,这里也要有一层循环,将2-n-1之间的数都判断一遍。
  3. 3.根据题目要求输出。

1. 优化点:

  1. 1.首先要有一个标志位flag,事先标记为1,说明这个j是素数,在第二层循环中,只要有j可以被整除,那么就将其标记为0,退出第一层循环,紧解输出。`
  2. 2.通常萌新们在第二层循环的条件部分写i<n,这样时间复杂度为O(n^2),不太好。
  3. 3.再优化一下,ij/2;聪明一点的萌新会发现,我只要判断到j的一半就行了,因为小于j一半的因数的个数和大于j一半的因数的个数是相等,也就是以j的一半为界成对出现。 这样时间复杂度就为O(n^2/2),好像还行,但阶数没有降下来。数据规模很大的话1/2就没有意义了。`
  4. 4.再优化一下,i * ij;或者isqrt (j) 其实已经有数学给出了证明,j的因数是以j的方根对半分布的,也就是说,小于j的方根的因数的个数和大于j方根的因数的个数是相等。这样时间复杂度就为O (nsqrt (n)) ,这样的话已经不错了,足够解决大部分的相关问题了.

补充:(一,首先脑子要有一个基本的模型解法或者基本思路,学习的话就根据前辈的思路走,不要直接看代码,先实操;二,建议从网上多阅读一些有关时间复杂度的资料,这样可以逐步建立代码优化的方向,空间复杂度和代码复杂度就略过了,不太重要。三,其实还有其它的优化方法来提高运行速度,优化思路增加约束(去除很明显不必或重复计算的))


2. 埃氏筛

1. 基本思路:

  1. 首先,2是公认最小的质数,所以,先把所有2的倍数去掉;然后剩下的那些大于2的数里面,最小的是3,所以3也是质数;然后把所有3的倍数都去掉,剩下的那些大于3的数里面,最小的是5,所以5也是质数…
  2. 上述过程不断重复,就可以把某个范围内的合数全都除去(就像被筛子筛掉一样),剩下的就是质数了。
  3. 复杂度为O (nlogn)

2. 图解:

3. 代码:

long long max=200000;
long long  a[max],i,j;//可以计算到max
long long n;
cin>>n;
a[0]=0;
for(i=1;i<=n;i++)
	a[i]=i;//赋对应值 
	a[1]=0;
for(i=2;i<=n;i++){
	if(a[i]==0)//被标记为零不是质数,
		continue;//跳过下面代码部分,直接进入下一次循环
	cout<<i<<endl;//筛出来的就是质数 输出
	for(j=i;i*j<=n&&j<n;++j)//就是上面写的基本思路
		a[i*j]=0;
}
return 0;

3. 欧拉筛

  1. 线性筛,复杂度为O(n)。与埃氏筛相比,不会对已经被标记过的合数再进行重复标记,故效率更高。欧拉筛将合数分解为 (最小质因数 * 一个合数) 的形式,通过最小质因数来判断当前合数是否已经被标记过。
const int maxn = 10000;   // 表长
int prime[maxn], pNum = 0;    // prime记录素数,pNum记录素数个数
bool p[maxn] = {false};    // p记录当前数是否被筛去
void eulerSieve(int n) {// 查找记录2-n的素数{
    for (int i = 2; i <= n; i++){
        if (p[i] == false)  // 如果未被筛过,则为素数
            prime[pNum++] = i;
        for (int j = 0; j < pNum; j++){
            if (i * prime[j] > n) // 当要标记的合数超出范围时跳出
                break;
            p[i * prime[j]] = true; // 将已经记录的素数的倍数进行标记
            if (i % prime[j] == 0)  //关键步骤,用于避免重复标记
                break;
        }
    }
}

欧拉筛的难点就在于对 if (i % prime[j] == 0) 这步的理解,当 i 是 prime[j] 的整数倍时,记 m (某个整数) = i / prime[j]

那么 i * prime[j+1] 就可以变为 (m * prime[j+1]) * prime[j],这说明 i * prime[j+1]prime[j] 的整数倍,不需要再进行标记 (在之后会被 prime[j] * 某个数 标记)

对于 prime[j+2] 及之后的素数同理,直接跳出循环,这样就避免了重复标记。