基础试除法:判断2到n-1是否能整除n;2. 优化试除法:只需检查2到√n;3. 跳过偶数:大于2的偶数非素数;4. 埃拉托斯特尼筛法:批量求素数高效。

判断一个数是否为素数(质数)是C++编程中常见的问题。素数是指大于1且只能被1和自身整除的自然数。下面介绍几种常用的算法,从简单到高效,适用于不同场景。
1. 基础试除法
最直观的方法是尝试用2到n-1之间的所有数去除n,如果存在能整除的数,则n不是素数。
bool isPrime(int n) {if (n if (n == 2) return true;
for (int i = 2; i if (n % i == 0)
return false;
}
return true;
}
这种方法逻辑清晰,但效率低,时间复杂度为O(n),不适合大数判断。
2. 优化试除法:只检查到√n
如果n有一个大于√n的因数,那么必然有一个小于√n的对应因数。因此只需检查2到√n即可。
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bool isPrime(int n) {if (n if (n == 2) return true;
if (n % 2 == 0) return false;
for (int i = 3; i * i if (n % i == 0)
return false;
}
return true;
}
跳过偶数并只检查到√n,时间复杂度降为O(√n),适合大多数实际应用。
3. 使用6k±1优化
除了2和3,所有素数都可以表示为6k±1的形式。可以利用这一点减少循环次数。
bool isPrime(int n) {if (n if (n == 2 || n == 3) return true;
if (n % 2 == 0 || n % 3 == 0) return false;
for (int i = 5; i * i if (n % i == 0 || n % (i + 2) == 0)
return false;
}
return true;
}
该方法进一步减少了需要检查的数,性能比前一种更好,尤其在处理大数时优势明显。
4. 筛法预处理:埃拉托斯特尼筛法
如果需要判断多个数是否为素数,可以预先生成素数表。使用埃氏筛一次性标记出范围内的所有合数。
#includestd::vector
std::vector
isPrime[0] = isPrime[1] = false;
for (int i = 2; i * i if (isPrime[i]) {
for (int j = i * i; j isPrime[j] = false;
}
}
return isPrime;
}
适用于需要频繁查询素数的场景,预处理时间复杂度为O(n log log n),查询为O(1)。
基本上就这些常用方法。小数据用优化试除法,大数据或多次查询考虑筛法。理解每种算法的适用场景,能写出更高效的代码。










