以Python列表特性为切入点的求质数列表的方法
一般,构造一个含有2-x之间所有质数的列表,我们采用最简单的遍历判断质数的方法:# 方法一
1 prime = []
2
3 def is_prime(n):
4 if n <= 1:
5 return False
6 for i in range(2, int(math.sqrt(n)) + 1):
7 if n % i == 0:
8 return False
9 return True
10
11 for i in range(2, x):
12 if is_prime(i):
13 prime.append(i)
这个方法的优势在于逻辑简单,易于想到。
而对于Python非常有特色的列表操作,可以用其特性以更少的步骤获得指定范围的质数:
# 方法二
prime =
def list_prime(n):
if n < 2:
print("invalid input")
for i in range(3, n + 1, 2):
prime.append(i)
k = int(math.sqrt(i))
for x in prime:
if i % x == 0:
prime.remove(i)
break
elif x > k:
break
对比第一种方式中,如果遇到质数x,那么每个它前面的小于sqrt(x)的数都会与之求余运算一次,需要消耗较多的计算时间;
第二种方式下,在遇到质数x时,仅仅将其与小于sqrt(x)的质数进行求余运算,可以减少计算时间。
但,相对于运算节省的时间,第二种方式下用到了prime.remove()方法,而这会占用大量运算量,因此进行了优化:
# 方法二(改进)
1 prime =
2
3 def list_prime(n):
4 if n < 2:
5 print("invalid input")
6 for i in range(3, n + 1, 2):
7 k = int(math.sqrt(i))
8 flag = True
9 for x in prime:
10 if i % x == 0:
11 flag = False
12 break
13 elif x > k:
14 break
15 if flag:
16 prime.append(i)
优化后,不再有先添加(prime.append())再移除(prime.remove())的操作,而是使用flag标志对质数进行标记,节省了运算量。
方法直接运用已建立的质数表作为运算参数,减少了无谓的计算量。
在较少数据量时,第一种方法对列表的操作更少,会有一定优势。
而在更大量数据下,第二种方式会节省大量运算与缓存空间,适用范围更广。
更进一步,当我们需要判断一个更大的数是否是质数(如判断一个1.1E16<x<1.2E16的数x)时,用已求得的质数表进行递归运算是种合适的思路。
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