素数筛(埃氏筛+欧拉筛)

素数筛(埃氏筛+欧拉筛)

居然是一道模板题,院赛时就只知道暴力打表,发现毫无规律,然后暴力预处理,结果肯定TLE。。。。。,学长讲题解时,发现原来是数论中的:

素数筛:
于是赛后去学习了下素数筛,主要有两种方法
一、埃氏筛;二、欧拉筛


一、埃氏筛


思想:对于不超过n的每个非负整数p,删除是p的整数倍的数,当处理完这些数之后,还没被删除的数就是素数。

代码如下:

#include
#define maxn 100
using namespace std;
int vis[maxn+10];    //判断是不是素数
int prime[maxn+10];   //存放素数的数组
int main()
{
    memset(vis,0,sizeof(vis));
    int m=0;
    for(int i=2;i<=maxn;i++)
    {
        if(vis[i]==0)
            prime[m++]=i;
        for(int j=i*2;j<=maxn;j+=i)
            vis[j]=1;
    }
    for(int i=0;i<m;i++)
        cout<<prime[i]<<endl;
    return 0;
}

改进:p可以限定为素数——只需在第二重循环前加一个判断if(vis[i]==0)即可

代码如下:

#include
#define maxn 100
using namespace std;
int vis[maxn+10];
int prime[maxn+10];
int main()
{
    memset(vis,0,sizeof(vis));
    for(int i=2;i<=maxn;i++)
    {
        if(vis[i]==0)
        {
            for(int j=i*i;j<=maxn;j+=i)
                vis[j]=1;
        }
    }
    int m=0;
    for(int i=2;i<=maxn;i++)
    {
        if(vis[i]==0)
            prime[m++]=i;
    }
    for(int i=0;i<m;i++)
        cout<<prime[i]<<endl;
    return 0;
}


二、欧拉筛


思路:因为prime[]数组中是按从小到大顺序存储,当i能整除prime[j],那么i*prime[j+1]这个合数肯定被prime[j]乘以某个数筛掉。(其实我是没搞太明白)

代码如下:

#include
#define maxn 100
using namespace std;
int vis[maxn+10];
int prime[maxn+10];
int main()
{
    memset(vis,0,sizeof(vis));
    int m=0;
    for(int i=2;i<=maxn;i++)
    {
        if(vis[i]==0)
            prime[m++]=i;
        for(int j=0;j<m&&prime[j]*i<=maxn;j++)
            vis[prime[j]*i]=1;
    }
    for(int i=0;i<m;i++)
        cout<<prime[i]<<endl;
    return 0;
}

ps:以上都是求100以内素数的代码样例

XP的数论


题目描述


XP对数论非常不感冒,有一天,XSW向他提出这样一个问题:现在给定一个函数f(x),设x的所有素因子个数为k(1不是素数,x本身可以算作它的因子),则f(x) = (-1)^k,设S(x) = S(x-1) + x*f(x),其中S(1) = f(1),现在给定一个N,你的目的是要求出S(N)的值。XP学长对于XSW提出的这个问题有些迷茫,所以现在请你来解决这个问题。


输入


输入包含多组测试用例,第一行输入一个T表示测试数据组数,(1<=T<=100)
每组测试数据输入一个N,(1<=N<=10^5)


输出


上述S(N)的值。


样例输入


1
5


样例输出


-13

提示
样例中,我们首先可以知道f(1) = 1,f(2) = -1,f(3) = -1,f(4) = -1,f(5) = -1,因此S(5) = 1 - 2 - 3 - 4 - 5 = -13。

于是三种算法AC代码如下:

一:普通埃氏筛

#include
#define maxn 100000
using namespace std;
int vis[maxn+10];
int prime[maxn+10];
int s[maxn+10];
int main()
{
    memset(vis,0,sizeof(vis));
    int m=0;
    for(int i=2;i<=maxn;i++)
    {
        if(vis[i]==0)
            prime[m++]=i;
        for(int j=i*2;j<=maxn;j+=i)
        {
            vis[j]=1;
        }
    }
    //for(int i=0;i<10;i++)
    //    cout<
    //cout<
    s[1]=1;
    for(int i=2;i<=maxn;i++)
    {
        int sum=0;
        for(int j=0;j<m&&prime[j]<=i/2;j++)
        {
            if(i%prime[j]==0)
                sum++;
        }
        if(vis[i]==0)
            sum++;
        if(sum%2==0)
            s[i]=s[i-1]+i;
        else
            s[i]=s[i-1]-i;
    }
    //for(int i=1;i<=10;i++)
    //    cout<
    int t;
    scanf("%d",&t);
    while(t--)
    {
        int n;
        scanf("%d",&n);
        printf("%d\n",s[n]);
    }
    return 0;
}
/**
2
3
5
7
11
13
17
19
23
29

1
-1
-4
-8
-13
-7
-14
-22
-31
-21*/

二、改进后的埃氏筛

#include
#define maxn 100000
using namespace std;
int vis[maxn+10];
int prime[maxn+10];
int s[maxn+10];
int main()
{
    memset(vis,0,sizeof(vis));
    int m=0;
    int num=sqrt(maxn+0.5);
    for(int i=2;i<=num;i++)
    {
        if(vis[i]==0)
        {
            for(int j=i*i;j<=maxn;j+=i)
                vis[j]=1;
        }
    }
    for(int i=2;i<=maxn;i++)
    {
        if(vis[i]==0)
            prime[m++]=i;
    }
    //for(int i=0;i<10;i++)
    //    cout<
    //cout<
    s[1]=1;
    for(int i=2;i<=maxn;i++)
    {
        int sum=0;
        for(int j=0;j<m&&prime[j]<=i/2;j++)
        {
            if(i%prime[j]==0)
                sum++;
        }
        if(vis[i]==0)
            sum++;
        if(sum%2==0)
            s[i]=s[i-1]+i;
        else
            s[i]=s[i-1]-i;
    }
    //or(int i=1;i<=10;i++)
     //   cout<
    int t;
    scanf("%d",&t);
    while(t--)
    {
        int n;
        scanf("%d",&n);
        printf("%d\n",s[n]);
    }
    return 0;
}

三、欧拉筛

#include
#define maxn 100000
using namespace std;
int vis[maxn+10];
int prime[maxn+10];
int s[maxn+10];
int main()
{
    memset(vis,0,sizeof(vis));
    int m=0;
    for(int i=2;i<=maxn;i++)
    {
        if(vis[i]==0)
            prime[m++]=i;
        for(int j=0;j<m&&prime[j]*i<=maxn;j++)
        {
            vis[prime[j]*i]=1;
        }
    }
    s[1]=1;
    for(int i=2;i<=maxn;i++)
    {
        int sum=0;
        for(int j=0;j<m&&prime[j]<=i/2;j++)
        {
            if(i%prime[j]==0)
                sum++;
        }
        if(vis[i]==0)
            sum++;
        if(sum%2==0)
            s[i]=s[i-1]+i;
        else
            s[i]=s[i-1]-i;
    }
    //for(int i=1;i<=10;i++)
     //   cout<
    int t;
    scanf("%d",&t);
    while(t--)
    {
        int n;
        scanf("%d",&n);
        printf("%d\n",s[n]);
    }
    return 0;
}

不知道为什么,我写的三份代码居然跑起来时间差不多。。。。。。。

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