判断一个数是不是素数的最快的方法(代码可以运行,Miller_Rabin + 新的)

1.自己写的(某种算法思想的改进),很快! (只是判断一个素数,如果数据量比较大,那么会超时)


#include 
#include 
#include 
int visit[100000000];
int main()
{
	int n;
	while(scanf("%d",&n)!=EOF){
		int N  =(int) sqrt(1.0*n);
    	if(n%2==0)
   			printf("NO\n");
  		else if(n == 3||n==5 ||n==7 ||n==11 ||n==13||n==17||n==19)
	   		printf("YES\n");
	    else{
	   		memset(visit,0,sizeof(visit));
	   		for(int j=2;j<=N;j++)
	  			visit[j] = j;
	   		int flag = 2;
		  	bool FF = true;
			bool F2 = true;
		   	for(int i=3; i<=N; )
			{
			  	if(n%i==0){
			   		FF = false;
			   		break;
	   			}
			        else{       // 如果除以 i 不行,那么 除以i 的倍数也不能够整除。
					//printf(" i = %d , 剩余的等待检测的数是  ",i);
			   		for(int j=i;j<=N;j+=i)
			   			visit[j] = 0;   //这些数,不能再作为 因子尝试了。
			   		for(int j=i;j<=N;j++){
				   		if(visit[j]!=0){    //找到第一个不是 i 倍数的数
				   			i=j;
				   			break;
				   		}
						if(j == N) F2 = false;
					}
			   	}
			   	if(!F2)
			   		break;
				/*for(int j=3;j<=N;j++)
					printf("%d ",visit[j]);
				printf("\n"); */
			}
		   	if(!FF) printf("NO\n");
		        else printf("YES\n");
		}
	}
	return 0;
}


2.Miller_Rabin 随机数判断素数的方法(应该是目前最快,把费马小定理反过来用,S越大,判断结果越正确,但是,基本上不会判错)

刚学习的,感觉很好用! (无论数据量大小,都适应,很好用的!!!)

参考学习:vongang.kuangbin


/*
费马小定理:设p 是素数,a与p互素,则 a^(p-1) ≡ 1 (mod p).
这个定理反过来用,p 几乎一定是素数(也是成立的)
*/
#include 
#include 

const int S = 2;    //进行S次测试。 其实,2次 基本可以了。 多次更准确

/*
计算 (a*b)%c 的结果
注意:a*b%n = (a%n * b%n) %n.
      (a+b)%n = (a%n + b%n) %n
*/
long long mult_mod(long long a,long long b,long long c)
{
    a = a%c;
    b = b%c;
    long long ret = 0;
    while(b){
        if(b&1){    //因为对于二进制而言,每次都是看最后一个一
            ret += a;
            ret %= c;
        }
        a = a<<1;   //因为b每次最多是1,所以把 此时 2^( a左移的次数)看作 真实算式中b的大小
        if(a>=c) a%=c;
        b = b >>1;  // b 对 2 取整
    }
    return ret;
}

/*
解决 x^n %mod 的结果
把 x 和 n 利用二进制进行展开,很容易求得。
*/
long long pow_mod(long long x,long long n,long long mod)
{
    if(n==1) return x%mod;
    x %= mod;
    long long tmp = x;
    long long ret = 1;
    while(n){
        if(n&1)
            ret = mult_mod(ret,tmp,mod); //ret = (ret *tmp) %mod
        tmp = mult_mod(tmp,tmp,mod); //tmp的每次取值是 x^1,x^2,x^4,x^8
        n = n>>1;
    }
    return ret;
}
/*
二次探测定理:
  如果p是奇素数,则 x^2 ≡ 1(mod p)的解为 x = 1 || x = p - 1(mod p);
*/

//t 是移位数。
long long check(long long a,long long x,long long n,long long t)
{
    long long ret = pow_mod(a,x,n);//a^x %n 快速幂取模
    long long last = ret;                           //(并且 a 与 n 互素,调用之前已经保证了 )
    for(int i=1;i<=t;i++){  //移位减掉的量补上 ! 全部补完之后是 a^(n-1) % n ,看结果是否是 1
        ret = mult_mod(ret,ret,n); //(ret*ret) % n
        if(ret ==1 && last!=1 && last!=n-1) //二次探测定理
            return true;//不是素数
        last = ret;
    }
    if(ret!=1)  //不是素数
        return true;
    return false;
}
/*
  Miller-Rabin测试:不断选取不超过n-1的基b(s次),
计算是否每次都有bn-1 ≡ 1(mod n),
若每次都成立则n是素数,否则为合数。
*/
bool Miller_Rabin(long long n)
{
    if(n<2) return false;
    if(n==2) return true;
    if((n&1) ==0) return false;//偶数排除
    //因为 判断公式是 x^(n-1) % n = 1 .
    //a^(n-1) ≡ 1(mod n)
    long long x = n - 1; // 求x^u % n
    long long t = 0;
    //如果 x 为偶数则x右移,用 t 记录移位数
    while((x&1) ==0){
        x = x >> 1; //右移是相除 ,结果越来越小
        t++;
    }
    for(int i=0;i




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