用Eratosthenes筛法查找质数

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这两天服务器不知出了什么乱子,死活log不上去,我急得就像一个看见后院起火、有锁匙却回不了家的人。如果说,涕淌居有什么让我一直牵挂的,就属我的一篇低水平的BG文惹来的争论了。

绝大部分的争论都集中于那个经典算法上。相信很多非计算机科班出身的人都和我一样,看到那段算法第一直觉是不知道它在干什么。我更是冲动而超低水平地对它进行否定,现在真是后悔不迭。我总结了关于筛法的资料,趁着现在涕淌居服务器没挂掉,赶紧发表出来呵呵。目的是为了让更多的人能了解这个算法不至于犯我这样的错误,并向大家保证——今后涕淌居再不会出现这样无聊的文章。

静下心来看看算法真是一件很陶冶情操的事情——尤其是像“筛法”这样简单而经典的算法。“筛法”并不是什么针对计算机的优化算法,它早在两千多年前就被希腊数学家埃拉托斯特尼发现了。它的原理是什么呢?其实非常简单,花三分钟你就能理解。

先把N个自然数按次序排列起来。1不是质数,也不是合数,要划去。第二个数2是质数留下来,而把2后面所有能被2整除的数都划去。2后面第一个没划去的数是3,把3留下,再把3后面所有能被3整除的数都划去。3后面第一个没划去的数是5,把5留下,再把5后面所有能被5整除的数都划去。这样一直做下去,就会把不超过N的全部合数都筛掉,留下的就是不超过N的全部质数。因为希腊人是把数写在涂腊的板上,每要划去一个数,就在上面记以小点,寻求质数的工作完毕后,这许多小点就像一个筛子,所以就形象地把埃拉托斯特尼的方法叫做“埃拉托斯特尼筛”,简称“筛法”。

你可以看看这幅图,像不像个大筛子?


其实筛法的经典并不仅在于它的构思有多么取巧;在历史上,人们更是间接地籍由筛法证明出了“不存在最大的质数”这个貌似明显的事实。嘿嘿,你能证明一下吗?

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