C语言中判断素数有三种方法:质数筛、费马小定理和简单暴力法。质数筛生成素数列表,费马小定理使用随机整数检验,简单暴力法遍历所有可能的因子。

C 语言中判断素数的方法
判断一个数字是否为素数是编程中常见的任务。在 C 语言中,可以使用以下方法:
使用质数筛
质数筛是一种经典算法,用于生成所有小于给定数的素数列表。其基本原理是:
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初始化一个布尔型数组 is_prime,长度为要检查的数的个数,初始值为 true。
从 2 开始,对每个数字 i:
如果 is_prime[i] 为 true,则 i 是素数。对于 i 的所有倍数 j(从 i*i 到 n),将 is_prime[j] 设置为 false。
使用费马小定理
费马小定理指出,对于任何素数 p 和任何整数 a,a^p - a 模 p 为 0。因此,我们可以使用以下步骤来判断一个数字是否为素数:
选择一个随机整数 a。计算 a^(n-1) - 1 模 n。如果结果为 0,则 n 可能为素数。重复步骤 1-3 多次(通常为 5-10 次)来提高准确性。
简单暴力的方法
这种方法效率较低,但易于实现:
对于从 2 到 n/2 的每个数字 i,检查 n 是否能被 i 整除。如果 n 能被任何 i 整除,则 n 不是素数。否则,n 是素数。
代码示例
以下是使用以上方法判断素数的代码示例:
质数筛
#include #include int main(){ int n, i, j; printf("输入一个正整数:"); scanf("%d", &n); bool *is_prime = malloc(sizeof(bool) * (n + 1)); for (i = 0; i <= n; i++) { is_prime[i] = true; } for (i = 2; i * i <= n; i++) { if (is_prime[i]) { for (j = i * i; j <= n; j += i) { is_prime[j] = false; } } } for (i = 2; i <= n; i++) { if (is_prime[i]) { printf("%d ", i); } } free(is_prime); return 0;}
费马小定理
#include #include int main(){ int n, a, i; printf("输入一个正整数:"); scanf("%d", &n); a = rand() % n; for (i = 0; i < 5; i++) { if ((long long)a * (long long)(n - 1) % n != (long long)n - 1) { printf("%d 可能不是素数n", n); return 0; } } printf("%d 可能为素数n", n); return 0;}
简单暴力法
#include int main(){ int n, i; printf("输入一个正整数:"); scanf("%d", &n); for (i = 2; i <= n / 2; i++) { if (n % i == 0) { printf("%d 不是素数n", n); return 0; } } printf("%d 是素数n", n); return 0;}
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