LeetCode 204. Count Primes 计数质数 (Java)

题目:

Count the number of prime numbers less than a non-negative number, n.

Example:
Input: 10
Output: 4
Explanation: There are 4 prime numbers less than 10, they are 2, 3, 5, 7.

解答:

一开始用暴力解法,会出现超时
在这里插入图片描述
LeetCode 204. Count Primes 计数质数 (Java)_第1张图片

必须采用优化后的思路,要对这些数进行筛选。

  1. 用一个O(n)的数组来存储每一个数是不是质数
  2. 质数的倍数均为非质数,将筛选出来的非质数在数组中标为true,采用这种思路,找出所有的非质数。
class Solution {
    public int countPrimes (int n) { 
        boolean[] array=new boolean[n];
        int result=0;
        for(int i=2;i<n;i++){
            if(array[i]==false){//说明为质数
                result++;//第一个数为2,一定为质数
                //质数的倍数均不为质数
                for(int j=2;j*i<n;j++){
                    array[j*i]=true;
                }
            }
        }
        return result;
    }
}

同理,也可以用不断累加的方法。

  1. 将数组所有元素初始化为true
  2. 通过for循环找出所有不是素数的数,i 是一个质数,则 i 的平方一定不是质数,i^2 +i,i^2 + 2i…也一定不是素数
  3. 最后遍历数组,计算质数的数量

其中,并不需要对[2,n]的每一个数进行筛选,只需要对[2, n \sqrt{n} n ]进行筛选,即可筛出所有不是素数的数。

class Solution {
    public int countPrimes (int n) { 
        boolean[] array = new boolean[n];
        int result = 0;   
        //将数组初始化为true     
        for (int i = 2; i < n; i++) {
            array[i] = true; 
        }       
        //通过for循环找出所有非质数 
        for (int i = 2; i * i < n; i++) { 
        	//若已被筛选为非质数,则continue
            if (array[i]==false) {
                continue;
            }
            else {
                for (int j = i * i; j < n; j += i) {
                    array[j] = false;
                }                
            }
        } 
        //计算质数的数量
        for (int i = 2; i < n; i++) {
            if (array[i] == true) {
                result++;
            }
        }
        return result;
    }
}

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