javascript - 使用 node.js 将前 100 个质数写入文件

Question

我正在尝试自学 node.js(没有 javascript 或真正的编程经验)，但在我试图解决的一个问题上遇到了障碍。我的目标是将前 100 个质数写入 txt 文件。到目前为止，下面是我的代码。

var fs = require('fs');
var outfile = "test.txt";
var primality = function () {
    var arr = [];
    for (var n = 2; n <= 542; n++) {
        var primeTrue = true;
        for (var i = 2; i <= Math.sqrt(n); i++) {
            if (n % i === 0) {
                primeTrue = false;
            }
        }
        if (primeTrue) {
            arr.push(n);
        }
    }
    return arr;
}
fs.writeFileSync(outfile, arr);

我正在使用 codecademy javascript 实验室来测试我的循环和条件，这段代码似乎确实有效。 (这也可能不是最好的方法，因为我不得不将我的计数器设置为停止在 542，而不是让程序停止在第 100 个素数)。无论如何，当我添加

var outfile = "test.txt"

和

fs.writeFileSync(outfile, arr);

这并没有像我想象的那样将100个素数输出到txt文件中。我仍处于学习的初级阶段，因此非常感谢您提供的任何帮助。

提前谢谢你。

凯文

Answer 1

您在一个功能中做了很多事情。如果将代码分解为两个函数，代码可能会更容易理解，一个用于生成素数列表，另一个用于测试特定数字是否为素数:

function listPrimes( nPrimes ) {
    var primes = [];
    for( var n = 2;  nPrimes > 0;  n++ ) {
        if( isPrime(n) ) {
            primes.push( n );
            --nPrimes;
        }
    }
    return primes;
}

function isPrime( n ) {
    var max = Math.sqrt(n);
    for( var i = 2;  i <= max;  i++ ) {
        if( n % i === 0 )
            return false;
    }
    return true;
}

现在您可以在 Node 中运行它了:

var fs = require('fs');
fs.writeFileSync( 'test.txt', listPrimes(100) );

或直接在浏览器控制台中:

listPrimes( 100 );

(我没有在 Node 中测试代码，只在浏览器中测试。)

几个相关的注释:

1. sqrt() 计算移到了 isPrime() 的循环之外，因此不必为您正在测试的每个数字重新计算。
2. nPrimes 变量可让您生成所需的素数的确切数量，而无需使用 542 hack。

写完这个简单的版本后，看看可能的优化很有趣。一种是仅检查先前生成的素数的整除性，而不是检查所有整数直到平方根。你可以这样做:

function listPrimes( nPrimes ) {
    var primes = [];
    for( var n = 2;  nPrimes > 0;  n++ ) {
        if( isPrime( n, primes ) ) {
            primes.push( n );
            --nPrimes;
        }
    }
    return primes;
}

function isPrime( n, primes ) {
    var max = Math.sqrt(n);
    for( var i = 0;  i < primes.length  &&  primes[i] <= max;  i++ ) {
        if( n % primes[i] === 0 )
            return false;
    }
    return true;
}

如果生成大量素数，这可能会更快，尽管对于其中的 100 个素数来说，这并不重要，我倾向于坚持使用更简单的代码。

当然，如果您谈论的是优化，那么考虑不同的算法总是值得的。 Sieve of Eratosthenes很有趣，因为它速度快，相当简单易懂。那篇维基百科文章很好地说明了它是如何工作的。在 JavaScript 中，它可能看起来像这样:

function listPrimes( max ) {
    // Start with an empty list of primes
    var primes = [];
    // Initialize the sieve - each number is prime unless proven otherwise
    var sieve = new Array( max );
    for( var i = 1;  i <= max;  i++ ) {
        sieve[i] = true;
    }
    // Now check each number from 2 through max
    for( var p = 2;  p <= max;  p++ ) {
        if( sieve[p] ) {
            // p is prime, save it in the output list
            primes.push( p );
            // Mark p * 2, p * 3, p * 4, etc. as non-prime
            for( var t = p * 2;  t <= max;  t += p ) {
                sieve[t] = false;
            }
        }
    }
    return primes;
}

是的，在建议将代码拆分为两个函数之后，我现在回到一个函数。 :-)

Sieve 的一个不同之处在于，您不能真正说“请给我前 N 个素数”；相反，你问它，“请给我所有小于 N 的素数”。但如果 N 很大，它比其他方法快得多。