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C语言--输入一个数字判断是否是素数(详细解答+代码优化)_c语言判断一个数为素数

c语言判断一个数为素数


方法一 :数因子个数,输入的一个数字为i,用i%n,n为2~i-1的数。如果因子count的数量为0,那么这个数则为素数。比如13除以2到12中间的每一个数字,都没有一个因子,所以13是素数。

  1. #include<stdio.h>
  2. int main()
  3. {
  4. int i, n, count=0;
  5. // i为要判断的数字
  6. // n为2到n-1的数字
  7. // count为i的因子
  8. printf("请输入一个大于等于2的数字 :"); //提示输入一个数字
  9. scanf("%d", &i); //读取一个这个数字
  10. for (n = 2;n < i;n++) //要有2到n-1中的每一个数字
  11. {
  12. if (i % n == 0)
  13. count++; //除1和他本身之外的因子个数
  14. }
  15. if (count == 0)
  16. printf("是素数");
  17. else
  18. printf("不是素数");
  19. return 0;
  20. }

方法2:

方法二: 除以2到i的数,我们看第一个能被整除的数字是多少,如果是i本身,那么是素数。否则就不是,比如13这个数字,除以2到13中的数字,只有13可以被整除,那么13就是素数,又比如9,当遍历到3时,就可以整除,而3不等于9,所以9不是素数。

  1. #include<stdio.h>
  2. int main()
  3. {
  4. int i=0, n;
  5. printf("请输入一个数字:");
  6. scanf("%d", &i); //从键盘获取一个数字
  7. for (n = 2;n <= i;n++) //遍历从2到i的数字
  8. {
  9. if (i % n == 0) //如果遍历到有一个数n,能被n整除,则循环结束
  10. break;
  11. }
  12. if (n == i) //如果那个因子就是它本身,那么i就是素数,否则不是
  13. printf("是素数");
  14. else
  15. printf("不是素数");\
  16. return 0;
  17. }

腾讯曾考过一个面试题目:请你判断1456789876541是不是素数  (结论:是)

这个1456789876541数字已经到达了万亿级别,很大很大,如果按照之前的想法来一个一个循环,那么程序会很慢。所以怎么办呢?

接下来,我们来一起看看这个代码是如何进行优化的,在这之前,我们先来看一个证明:

若一个数n不是素数,则n可以写成n=a*b的形式(假设a<=b,且a不等于1),且n=(n^1/2)*(n^1/2)

则我们不难推出:a<=n^1/2  ,a是n的一个因子,也就是说,我们并不需要取完2到i-1或i中间的每一个数字,我们只需要看一看2到n^1/2之间有没有可以整除的。如果没有就为素数,如果有就不是素数。一开始我和大家一样,不明白为什么要这么做,后来我明白了。当问题的规模很大很大时,我们要遍历2到n中间的每一个数字,那么程序就会很慢,而工作中,时间是很宝贵的,所以代码的优化很重要。

我们只需要把上面的代码中的for循环改为for(n=2;n<=sqrt(i);n++) 其他内容不变,解释一下sqrt()是开根号的意思,需要引用一下头文件##include<math.h>。看一下

方法一的优化:

  1. //方法一的优化
  2. #include<stdio.h>
  3. #include<math.h>
  4. int main()
  5. {
  6. long long i, n, count=0;//当我们要判断1456789876541这个数字时,我们就要定义的数据类型要大
  7. // i为要判断的数字
  8. // n为2到n-1的数字
  9. // count为i的因子
  10. printf("请输入一个大于等于2的数字 :"); //提示输入一个数字
  11. scanf("%lld", &i); //读取一个这个数字,注意lld
  12. for (n = 2;n<sqrt(i);n++) //要有2到n-1中的每一个数字
  13. {
  14. if (i % n == 0)
  15. count++; //除1和他本身之外的因子个数
  16. }
  17. if (count == 0)
  18. printf("是素数");
  19. else
  20. printf("不是素数");
  21. return 0;
  22. }

方法二的优化

  1. #include<stdio.h>
  2. #include<math.h>
  3. int main()
  4. {
  5. long long i=0, n;
  6. printf("请输入一个数字:");
  7. scanf("%lld", &i); //从键盘获取一个数字
  8. for (n = 2;n <= sqrt(i);n++) //遍历从2到i的数字
  9. {
  10. if (i % n == 0) //如果遍历到有一个数n,能被n整除,则循环结束
  11. break;
  12. }
  13. if (n == i) //如果那个因子就是它本身,那么i就是素数,否则不是
  14. printf("是素数");
  15. else
  16. printf("不是素数");
  17. }

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