求质数的几种方式

简介: 求质数的几种方式

在刷题过程中,遇到了寻找小于等于k的所有质数,来记录下通用的两个常见解法:

1. 开方降低时间复杂度


class Solution {
    public int countPrimes(int n) {
        int ans = 0;
        for (int i = 2; i < n; ++i) {
            ans += isPrime(i) ? 1 : 0;
        }
        return ans;
    }
    public boolean isPrime(int x) {
        for (int i = 2; i * i <= x; ++i) {
            if (x % i == 0) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}

2. 埃氏筛法


// 如果 x 是质数,那么大于 x 的 x 的倍数 2x,3x,… 一定不是质数,因此我们可以从这里入手。
// 从最小的质数开始,从小到大遍历每个数,如果这个数为质数,则将其所有的倍数都标记为合数(除了该质数本身),
class Solution {
    public int countPrimes(int n) {
        int[] isPrime = new int[n];
        Arrays.fill(isPrime, 1);
        int ans = 0;
        for (int i = 2; i < n; ++i) {
            if (isPrime[i] == 1) {
                ans += 1;
                if ((long) i * i < n) {
                    for (int j = i * i; j < n; j += i) {
                        isPrime[j] = 0;
                    }
                }
            }
        }
        return ans;
    }
}

3. 线性筛


// 优化的目标是让每个合数只被标记一次
class Solution {
    public int countPrimes(int n) {
        List<Integer> primes = new ArrayList<Integer>();
        int[] isPrime = new int[n];
        Arrays.fill(isPrime, 1);
        for (int i = 2; i < n; ++i) {
            if (isPrime[i] == 1) {
                primes.add(i);
            }
            for (int j = 0; j < primes.size() && i * primes.get(j) < n; ++j) {
                isPrime[i * primes.get(j)] = 0;
                if (i % primes.get(j) == 0) {
                    break;
                }
            }
        }
        return primes.size();
    }
}


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