首頁 > 後端開發 > PHP問題 > php中用腳本實作求素數

php中用腳本實作求素數

PHPz
發布: 2023-05-07 13:02:08
原創
743 人瀏覽過

在電腦科學中,質數指的是只能被1和本身整除的正整數。素數可以用於加密,數學推導和演算法最佳化等領域。在實際應用中,求質數的演算法也是非常重要的知識點之一,今天我們就來探討如何用php中用腳本實現求質數。

  1. 篩選法

篩選法是求質數的經典演算法,其核心思想是不斷地篩選掉不是質數的數,最後留下的就是質數。具體步驟如下:

  1. 初始化一個素數數組$prime = array(),把2到n(n為要求的範圍)的數字都放進去。
  2. 對於2~sqrt(n)(sqrt(n)代表n的平方根)的數字,依序判斷是否是質數,如果是,則把它的倍數從素數數組中去掉。
  3. 循環結束之後,素數數組中剩下的數字就是所有的質數。

實作程式碼如下:

function sieve($n) {
    $prime = array();
    for($i = 2; $i <= $n; ++$i) {
        $prime[$i] = true;
    }
    for($i = 2; $i <= sqrt($n); ++$i) {
        if($prime[$i]) {
            for($j = $i*$i; $j <= $n; $j += $i) {
                $prime[$j] = false;
            }
        }
    }
    return array_keys(array_filter($prime));
}
登入後複製
  1. 費馬小定理

費馬小定理是重要的數論定理,可以用來判斷一個數是否為質數。費馬小定理的陳述如下:若p是質數,a是任意整數,則a^(p-1)≡1(mod p)。

具體步驟如下:

  1. 隨機選擇一個數a,判斷a和n是否互質,如果不互質則直接回傳false。
  2. 計算a^(n-1) mod n的值,如果不等於1,則傳回false。
  3. 經過多次測試後,如果都滿足上述兩個條件,那麼n很有可能是質數。

實作程式碼如下:

function is_prime($n) {
    if($n <= 1) {
        return false;
    }
    for($i = 0; $i < 10; ++$i) {
        $a = rand(1, $n-1);
        if(gcd($a, $n) != 1) {
            return false;
        }
        if(mod_pow($a, $n-1, $n) != 1) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

function gcd($a, $b) {
    return ($b == 0) ? $a : gcd($b, $a%$b);
}

function mod_pow($base, $exp, $modulus) {
    $result = 1;
    while($exp > 0) {
        if($exp % 2 == 1) {
            $result = ($result * $base) % $modulus;
        }
        $exp = $exp >> 1;
        $base = ($base * $base) % $modulus;
    }
    return $result;
}
登入後複製

以上就是用php中用腳本實作求素數的兩種方法。需要注意的是,在求解大範圍的質數時,篩選法往往比費馬小定理更有效率。

以上是php中用腳本實作求素數的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

來源:php.cn
本網站聲明
本文內容由網友自願投稿,版權歸原作者所有。本站不承擔相應的法律責任。如發現涉嫌抄襲或侵權的內容,請聯絡admin@php.cn
熱門教學
更多>
最新下載
更多>
網站特效
網站源碼
網站素材
前端模板