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「题目讲解」C语言 使用函数判断素数 求素数和

2022-10-15 19:38:12  阅读:112  来源: 互联网

标签:C语言 c语言编程学习入门


题目内容

  1. 写一个叫prime的函数,传入一个整形值,判断输入的数是不是素数,当传入的数是素数时返回1,否则返回0
  2. 写一个叫PrimeSum的数,传入两个整形值,其中第一个数要小于第二个数,并求出两个数范围内所有素数的和

测试程序样例

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int prime( int p );
int PrimeSum( int m, int n );

int main()
{
          
   
    int m, n, p;

    scanf("%d %d", &m, &n);
    printf("Sum of ( ");
    for( p=m; p<=n; p++ ) {
          
   
        if( prime(p) != 0 )
            printf("%d ", p);
    }
    printf(") = %d
", PrimeSum(m, n));

    return 0;
}

我们需要在程序后面补充自己需要的代码

输入样例

-1 10

输出样例

Sum of ( 2 3 5 7 ) = 17

解题思路

通过观察输出样例,可知我们需要输出给定范围的的所有素数,以及把他们求和的结果 再观察主函数,可知我们传入变量m和n分别作为求素数的范围,变量p作为进行判断一个数是不是素数的变量 主函数中,除了搭建输出框架的"printf"语句和"scanf"语句外,还有一个for循环来进行素数的判断,循环的起始,终止和自加条件可以看出需要对范围内的每一个数进行判断 for循环内嵌套if语句判断是否是素数,其中就包含我们需要写的prime函数 最后一个"printf"语句用到了PrimeSum函数来输出素数和

我们先对需要完成的两个函数进行分析,prime函数可以通过把比自己小的每一个数都进行取余操作来实现,PrimeSum函数可以通过遍历范围内所有的数,把所有的素数相加来实现 我们可以在PrimeSum函数中使用prime函数,来让程序更加简洁,所以先写prime函数

int prime( int p){
          
   
  int result = 1;
  for( int i = 2;i < p; i++){
          
   
    if ( p % i == 0) 
    	{
          
   result = 0;}
    }
  }
  return result;
}

这段代码将输出值默认为1,即默认一个数先是素数,再把比小的数都进行取余,如果有0的结果,把输出值也改为0

这段代码目前看起来没什么问题

再把PrimeSum函数完成

int PrimeSum( int m, int n)
  {
          
   
    int result = 0;
    for(int i = m; i <= n; i++)
      {
          
   
        if ( prime(i) == 1) {
          
   
          result += i;
        }
      }
    return result;
  }

我们尝试跑一下整段代码 输入样例中的结果,不难得到以下输出

Sum of ( -1 0 1 2 3 5 7 ) = 17

等等…看着和之前的答案有些不对?? -1,0,1都是哪门子负数??

仔细一想,我们主函数中把每一个数都进行了素数的判断,如果范围内出现了负数,0和1也会进行判断,所以我们应该完善一下prime函数,把负数,0和1的结果都返回成1,这样输出就对了

代码如下

int prime( int p){
          
   
  int result = 1;
  for( int i = 2;i < p; i++){
          
   
    if ( p % i == 0) {
          
   
      result = 0;
    }
    }
    if (p<=1) {
          
   
      result = 0;
  }
  return result;
}

再次运行,得到结果

Sum of ( 2 3 5 7 ) = 17

方法优化

这回结果应该是对了,但prime函数中,判断素数的方法,完全没有必要循环到p,甚至循环到p/2都足够 这里补充一种求素数的方法,筛法,即挨拉托色尼筛法,把从2到N的一组正整数从小到大按顺序排列。从中依次删除2的倍数、3的倍数、5的倍数,直到根号N的倍数为止,剩余的即为2~N之间的所有素数。 所以我们可以利用开始的math.h方法库,把循环的结束条件设置到根号p,结果如下

int prime( int p){
          
   
  int result = 1;
  for( int i = 2;i <= sqrt(p); i++){
          
   
    if ( p % i == 0) {
          
   
      result = 0;
    }
    }
    if (p<=1) {
          
   
      result = 0;
  }
  return result;
}

总结

利用筛法求素数可以降低代码的时间复杂度 先用prime函数,并在PrimeSum函数中使用prime函数,可以使程序简洁明了

参考答案

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int prime( int p );
int PrimeSum( int m, int n );

int main()
{
          
   
    int m, n, p;

    scanf("%d %d", &m, &n);
    printf("Sum of ( ");
    for( p=m; p<=n; p++ ) {
          
   
        if( prime(p) != 0 )
            printf("%d ", p);
    }
    printf(") = %d
", PrimeSum(m, n));

    return 0;
}

int prime( int p){
          
   
  int result = 1;
  for( int i = 2;i <= sqrt(p); i++){
          
   
    if ( p % i == 0) {
          
   
      result = 0;
    }
    }
    if (p<=1) {
          
   
      result = 0;
  }
  return result;
}

int PrimeSum( int m, int n)
  {
          
   
    int result = 0;
    for(int i = m; i <= n; i++)
      {
          
   
        if ( prime(i) == 1) {
          
   
          result += i;
        }
      }
    return result;
  }

希望能够帮到大家!

标签:C语言,c语言编程学习入门
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