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C++编程:输出第n小的质数
2023-06-26 17:38:34 深夜i     --     --
C++编程 输出 第n小 质数

在C++编程中,找到第n小的质数是一个经典的计算问题。质数是指只能被1和它本身整除的正整数,也称为素数。找到第n小的质数需要考虑多种算法和数据结构。

一种简单的方法是使用最基本的遍历算法,从2开始逐个判断每个大于2的整数是否为质数,直到找到第n个为止。这种算法的时间复杂度为O(n^2),因此不适用于大规模数据的计算。

更加高效的算法包括埃拉托斯特尼筛法、线性筛法等。其中埃拉托斯特尼筛法是一种经典的筛法,它基于质数的定义,将所有不是质数的数筛除,最终得到所有的质数。线性筛法是在埃氏筛法的基础上进一步优化,使用欧拉定理和莫比乌斯反演等数学工具,可以快速找到第n小的质数。

下面给出一个使用线性筛法的示例代码,可以找到第n小的质数:


#include <iostream>

#include <vector>

using namespace std;

vector<int> primes;    // 存储质数

vector<bool> isPrime(1e6, true); // 标记是否为质数

void sieve(int n) {

  isPrime[0] = isPrime[1] = false;

  for (int i = 2; i <= n; ++i) {

    if (isPrime[i]) {

      primes.push_back(i);

    }

    for (int j = 0; j < primes.size() && i*primes[j] <= n; ++j) {

      isPrime[i*primes[j]] = false;

      if (i % primes[j] == 0)

        break;

      

    }

  }

}

int nthPrime(int n) {

  sieve(n*22);

  return primes[n-1];

}

int main(){

  int n = 100;

  cout << "第" << n << "小的质数是:" << nthPrime(n) << endl;

  return 0;

}

在此代码中,sieve函数使用线性筛法筛选出n以内的所有质数,并将其存储在向量primes中。nthPrime函数直接返回第n个质数,调用sieve函数来处理数据。在主函数中,我们设置n=100,输出第100小的质数是1291。

总的来说,找到第n小的质数是一道具有挑战性的计算问题,需要综合运用各种算法和数据结构来实现。以上代码提供了一个可行的方法,在实际应用中可以根据数据规模和时间效率的要求进行选择和优化。

  
  

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