|
Article on other languages:
|
Eratosthenovo síto je jednoduchý algoritmus pro nalezení všech prvočísel menších než zadaná horní mez. Je pojmenován po řeckém matematikovi Eratosthenovi z Kyrény, který žil v letech 276–194 př. n. l. Algoritmus funguje „prosíváním“ seznamu čísel – na počátku seznam obsahuje všechna čísla v daném rozsahu (2, 3, 4, …, zadané maximum). Poté se opakovaně první číslo ze seznamu vyjme, toto číslo je prvočíslem; ze seznamu se pak odstraní všechny násobky tohoto čísla (což jsou čísla složená). Tak se pokračuje do doby, než je ze seznamu odstraněno poslední číslo (nebo ve chvíli, kdy je jako prvočíslo označeno číslo vyšší než odmocnina nejvyššího čísla – v takové chvíli už všechna zbývající čísla jsou nutně prvočísly). Časová složitost tohoto algoritmu je O(N*log(log N)), kde N je horní mez rozsahu.
PříkladPro nalezení prvočísel mezi prvními 20 čísly: Krok 1: Seznam obsahuje všechna čísla v rozsahu 2–20:
Krok 2: Odebereme první číslo ze seznamu (2) a označíme ho jako prvočíslo:
Krok 3: Odebereme ze seznamu všechny násobky právě odebraného prvočísla (4, 6, 8, 10, …):
Krok 4: Pokračujeme opět krokem 2, dokud zbývají nějaká čísla (první číslo v seznamu a také prvočíslo je tentokrát 3):
Po dalším opakování:
5 je vyšší než √19, takže zbývají už jen prvočísla. (Kdyby ještě existovalo v seznamu číslo X, které je součinem dvou celých čísel A·B, musel by první činitel A být menší než √X a druhý činitel B by musel být větší než √X. Všechny násobky celých čísel menších než √20 jsou již ale ze seznamu odebrány, včetně X. Tím pádem se již v seznamu nenachází žádné číslo, které lze rozložit na součin.) Výsledný seznam prvočísel v rozsahu 2–20: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19. Zdrojový kód v jazyce Pascalprogram ErSito; const MaxN = 20; var Pole: array [2 .. MaxN] of boolean; i, j: integer; begin {inicializace: nejprve předpokládáme, že vše jsou prvočísla} for i := 2 to MaxN do Pole[i] := true; i := 1; repeat i := i + 1; {najdeme prvni cislo, u kterého je true} while (i<MaxN) and (not Pole[i]) do i := i + 1; {optimalizace: nemá smysl hledat násobky nižších čísel označené dříve} j := i; {najdeme všechny násobky daného prvočísla, které tudíž nejsou prvočísla} while j*i<=MaxN do begin Pole[j*i] := false; j := j + 1; end; until i>=sqrt(MaxN); {optimalizace: stačí hledat pouze po odmocninu z MaxN} {výpis prvočísel} for i := 2 to MaxN do if Pole[i] then Writeln(i); end. Zdrojový kód v jazyce Javaint MaxN = 1024; boolean[] Pole = new boolean[MaxN+1]; int i,j; for (i=2;i<(MaxN+1);i++) { /* Inicializace pole (vse jsou prvocisla a postupne budem vyrazovat) */ Pole[i] = true; } i=2; while (i*i <= MaxN) { /* dokud mocnina prvniho cisla na seznamu je mensi nez nejvetsi */ if (Pole[i]){ /* pokud je i stale na seznamu (nezkoumej nasobky 4, kdyz jsme uz vyhodili nasobky 2 */ j=2; /* j bude novy nasobek */ while (i*j <= MaxN) { Pole[j*i] = false; /* cislo slozene */ j++; } } i++; } Zdrojový kód v jazyce C++#include <iostream> #include <set> using namespace std; int main() { int max; cout << "Zadejte cislo do ktereho chcete vypsat prvocisla" << endl; cin >> max; set<int> sito, prvocisla; set<int>::iterator p; int dalsi, nasobek; for (int i = 2; i <= max; i++) sito.insert(i); dalsi = 2; while (!sito.empty()) { while (sito.count(dalsi) == 0) dalsi++; prvocisla.insert(dalsi); nasobek = dalsi; while (nasobek <= max) { sito.erase(nasobek); nasobek += dalsi; } } for (p = prvocisla.begin(); p != prvocisla.end(); p++) cout << *p << ' '; cout << endl; } Zdrojový kód v jazyce PythonMaxN = 1024 #horni hranice seznamu cisel SeznamN = range(2,MaxN+1) #vytvoreni seznamu cisel v rozpeti <2,1024> Prvocisla = [] #vytvoreni (prozatim) prazdneho seznam prvocisel while SeznamN[0]**2 <= SeznamN[-1]: #Dokud bude ctverec prvniho prvku SeznamuN mensi nebo roven poslednimu #prvku SeznamuN, vykonej: Prvocisla.append(SeznamN[0]) # 1)K seznamu Prvocisla pripoj prvni cislo ze SeznamuN Nasobky = range(SeznamN[0],SeznamN[-1]+1,SeznamN[0]) # 2)Vytvor seznam nasobku naposledy pripojeneho Prvocisla for k in Nasobky: # 3)Pro kazde cislo "k" v seznamu Nasobky: if k in SeznamN: # 1)Pouze pokud se k naleza v SeznamuN: SeznamN.remove(k) # 1)Odstran cislo/nasobek k ze SeznamuN;kod se opakuje od 4 radku #Prvni cislo v seznamu je vetsi jak odmocnina z cisla posledniho a tedy Prvocisla.extend(SeznamN) #zbyla cisla jsou prvocisla. Extend je podobne k append. print Prvocisla #Zobraz vysledek! Zdrojový kód v jazyce PHPfunction erPrimes($max) { $numbers = range(2,$max,1); //inicializuji si pole cisel od 2 do $max po jedne $primes = array(); // inicializace vystupniho pole while (list($key,$value) = each($numbers)) { // nactu si dalsi cislo z pole if ($value) { // zjistim jestli cislo uz neni vynulovane for ($i=1;($exp = $value*$i) < $max;$i++) { // vynuluju vsechny nasobky aktualniho cisla $numbers[$exp-2] = null; /* ///Opraveno/// U $exp musí být -2, / protože bychom při testování trojky / odebrali pětku - pole $numbers totiž vypadá takto: / Array ( [0] => 2 [1] => 3 [2] => 4 [3] => 5 ... [97] => 99 [98] => 100 ) / Jak jste si mohli všimnout číslo 5 má index 3 a číslo 3 má index 1, / a zde nastává problém, kdybychom neodečetli od indexu dvojku, tak namísto / to, abychom vynulovali všechny násobky daného čísla, tak nulujeme nasobky / daného čísla zvětšeného o 2. Příklad: / Testujeme č. 3: Vynásobíme jedničkou, dostaneme trojku, / ale podle původního kódu bychom vymazali pětku, / protože proměnná $numbers s indexem 3 odkazuje na 5, / a proto musíme kód ošetřit tak, / aby index odkazoval na správné číslo, tzn. chceme vymazat trojku, / takže chceme aby proměnná $numbers s indexem 3 vymazala trojku. / Takže když na trojku odkazuje $numbers s indexem 1, tak musíme zařídit, / aby se index 1 opravdu rovnal, a proto je tam ta -2. / Číslo 3 je pouhý příklad, toto by nastalo u všech dalších čísel. */ } $primes[] = $value; // pridam si zjistene prvocislo do vystupu } } return $primes; } Externí odkazy
|
This article is from Wikipedia. All text is available under the terms of the GNU Free Documentation License.
Mercedes Car
This site monitored by SitePinger.net