The Sieve of Eratosthens(爱拉托逊斯筛选法)分析

The Sieve of Eratosthens
爱拉托逊斯筛选法

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（原创链接：http://www.wutianqi.com/?p=264）
思想：对于不超过n的每个非负整数P，删除2*P, 3*P…，当处理

完所有数之后，还没有被删除的就是素数。

若用vis[i]==1表示已被删除，则代码如下：
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代码一：

 

1memset(vis, 0, sizeof(vis));
2for(int i = 2; i <= 100; i++)
3    for(int j = i*2; j <= 100; j += i)
4        vis[j] = 1;

 

上面的代码效率已经很高了。
但还可以继续优化。
看一个改进的代码：
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代码二：

 

 1int m = sqrt(double(n+0.5));
 2 
 3for(int i = 2; i <= m; i++)
 4    if(!vis[i])
 5    {
 6        prime[c++] = i;
 7        for(int j = i*i; j <= n; j += i)
 8        {
 9            vis[j] = 1;
10        }
11    }

 

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先分析代码一：
这个代码就是简单的将Eratosthenes筛选法描述出来。不用多说。
分析代码二：
考虑几点：
1.为何从i=2~m?
因为下面的j是从i*i开始的。
2.为何j从i*i开始？
因为首先在i=2时，偶数都已经被删除了。
其次，“对于不超过n的每个非负整数P”， P可以限定为素数，
为什么？
因为，在 i 执行到P时，P之前所有的数的倍数都已经被删除，若P

没有被删除，则P一定是素数。
而P的倍数中，只需看：
(p-4)*p, (p-2)*p, p*p, p*(p+2), p*(p+4)
（因为P为素数，所以为奇数，而偶数已被删除，不需要考虑p*(p

-1)等）（Tanky Woo的程序人生）
又因为(p-4)*p 已在 (p-4)的p倍中被删去，故只考虑：
p*p, p*(p+2)….即可
这也是i只需要从2到m的原因。
当然，上面 p*p, p*(p+2)…的前提是偶数都已经被删去，而代码

二若改成 j += 2*i ,则没有除去所有偶数，所以要想直接 加2*i

。只需在代码二中memset()后面加：
for(int i = 4; i <= n; i++)
if(i % 2 == 0)
vis[i] = 1;
这样，i只需从3开始，而j每次可以直接加 2*i.
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这里用代码二给大家一个完整的代码：

 

 1//版本二
 2//Author: Tanky Woo
 3//Blog: www.wutianqi.com
 4 
 5#include <stdio.h>
 6#include <string.h>
 7#include <math.h>
 8int vis[100];
 9int prime[100];
10int c = 0;
11int n;
12int main()
13{
14    scanf("%d", &n);
15    int cnt = 1;
16 
17    memset(vis, 0, sizeof(vis));
18    int m = sqrt(double(n+0.5));
19 
20    for(int i = 2; i <= m; i++)
21        if(!vis[i])
22        {
23            prime[c++] = i;
24            for(int j = i*i; j <= n; j += i)
25            {
26                vis[j] = 1;
27                //printf("%d\n", j);
28            }
29        }
30 
31    for(int i = 2; i < n; i++)
32    {
33        if(vis[i] == 0)
34        {
35            printf("%d ", i);
36            cnt++;
37            if(cnt % 10 == 0)
38                printf("\n");
39        }
40    }
41    printf("\ncnt = %d\n", cnt);
42    return 0;
43}

 

完毕。

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