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java中求质数与因式分解的示例分析

这篇文章主要介绍了java中求质数与因式分解的示例分析,具有一定借鉴价值,感兴趣的朋友可以参考下,希望大家阅读完这篇文章之后大有收获,下面让小编带着大家一起了解一下。

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1、求解质数

1.1说明

首先,我们来了解这样一个概念,那就是什么叫做质数?质数:一个数如果只能被1和它自己整除,这样的数被称为质数,与之对应的,称为和数。基于这样的一个概念,我们可以很快想到一个方法,就是从1开始,不断试探,看从1到它自己,是否有数字能够被他整除。

这样看来,其实求质数很简单,我们有没有更加便捷的方式呢?在这里介绍一个著名的Eratosthenes求质数方法。

1.2解法

首先知道这个问题可以使用回圈来求解,将一个指定的数除以所有小于它的数,若可以整除就不是质数,然而如何减少回圈的检查次数?如何求出小于N的所有质数?

假设要检查的数是N好了,则事实上只要检查至N的开根号就可以了,道理很简单,假设A*B=N,如果A大于N的开根号,则事实上在小于A之前的检查就可以先检查到B这个数可以整除N。不过在程式中使用开根号会精确度的问题,所以可以使用i*i<=N进行检查,且执行更快。

再来假设有一个筛子存放1~N,例如:

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 ........ N

先将2的倍数筛去:

2 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 ........ N

再将3的倍数筛去:

2 3 5 7 11 13 17 19 ........ N

再来将5的倍数筛去,再来将7的质数筛去,再来将11的倍数筛去........,如此进行到最后留下的数就都是质数,这就是Eratosthenes筛选方法(EratosthenesSieveMethod)。

检查的次数还可以再减少,事实上,只要检查6n+1与6n+5就可以了,也就是直接跳过2与3的倍数,使得程式中的if的检查动作可以减少。

1.3代码

import java.util.*; 
 
public class Prime {   
  public static int[] findPrimes(final int max) {  
    int[] prime = new int[max+1];  
    ArrayList list = new ArrayList(); 
 
    for(int i = 2; i <= max; i++)  
      prime[i] = 1;  
 
    for(int i = 2; i*i <= max; i++) { // 这边可以改进  
      if(prime[i] == 1) {  
        for(int j = 2*i; j <= max; j++) {  
          if(j % i == 0)  
            prime[j] = 0;  
        }  
      }  
    }  
 
    for(int i = 2; i < max; i++) {  
      if(prime[i] == 1) {  
        list.add(new Integer(i));  
      }  
    } 
     
    int[] p = new int[list.size()]; 
    Object[] objs = list.toArray();  
    for(int i = 0; i < p.length; i++) { 
      p[i] = ((Integer) objs[i]).intValue(); 
    } 
     
    return p; 
  } 
   
  public static void main(String[] args) { 
    int[] prime = Prime.findPrimes(1000); 
     
    for(int i = 0; i < prime.length; i++) { 
      System.out.print(prime[i] + " "); 
    } 
     
    System.out.println(); 
  } 
}

2、因式分解

2.1说明

如上所示,我们先来了解一下,什么叫做因式分解?将一个数,转换成另外几个数字的乘积,就被称为因式分解。当了解到这样一个概念之后,我们对比上面的求解质数,应该能够明白,其实这里我们是在求解一个和数的因子。

因式分解基本上就是使用小于输入数的数值当作除数,去除以输入数值,如果可以整除就视为因数,要比较快的解法就是求出小于该数的所有质数,并试试看是不是可以整除。

2.2代码

import java.util.ArrayList; 
 
public class Factor { 
  public static int[] factor(int num) { 
    int[] pNum = Prime.findPrimes(num); 
     
    ArrayList list = new ArrayList(); 
     
    for(int i = 0; pNum[i] * pNum[i] <= num;) {  
      if(num % pNum[i] == 0) {  
        list.add(new Integer(pNum[i])); 
        num /= pNum[i];  
      }  
      else  
        i++;  
    }  
 
    list.add(new Integer(num)); 
     
    int[] f = new int[list.size()]; 
    Object[] objs = list.toArray(); 
    for(int i = 0; i < f.length; i++) { 
      f[i] = ((Integer) objs[i]).intValue(); 
    } 
     
    return f; 
  } 
   
  public static void main(String[] args) { 
    int[] f = Factor.factor(100); 
    for(int i = 0; i < f.length; i++) { 
      System.out.print(f[i] + " "); 
    } 
    System.out.println(); 
  } 
}

感谢你能够认真阅读完这篇文章,希望小编分享的“java中求质数与因式分解的示例分析”这篇文章对大家有帮助,同时也希望大家多多支持创新互联,关注创新互联行业资讯频道,更多相关知识等着你来学习!


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