c - Prime 与否 Prime 输出慢

标签 c integer primes slowdown

<分区>

这是 C 程序。这是我的code在下面。我用了nano在终端。当我用 ./a.out 9872349901 编译和测试时但是我花了整整一分钟才得到结果……有人知道为什么这么慢吗? (我相信它可能太长了,但我使用了 int isprime(long long n) { 这是我的 CS 类(class),当我做 labcheck 时,它是自动分配分数以获得分数,但它不会显示我的,因为 labcheck 不会等待

/**
 * Make a function called isprime that returns true (i.e. 1) if the integer
 * number passed to it is prime and false (i.e. 0) if it is composite (i.e.
 * not prime.)  A number is composite if it is divisible by 2 or any odd number
 * up to the square root of the number itself, otherwise it is prime.
 * Hint: n is divisible by m if (n % m == 0)
 */

/**
 * Using the isprime function you made above, test if a number provided on the
 * command line is prime or not. The program should print a usage message if no
 * number is provided ("Usage: p4 <number>\n") and print a warning if the number
 * is less than 2 ("input number should be > 1\n") and should be able to handle
 * numbers greater than 4 billion.
 * 
 * Example input/output:
 * ./p4 9872349901
 * 9872349901 is prime
 * ./p4 65
 * 65 is not prime
 */

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <limits.h>

int isprime(long long n) {
    for (long long i = 2; i != n; ++i)
        if (n%i == 0)
            return 0;
    return 1;
}

int main (int argc, char *argv[])
{
    if (argc < 2)
    {
        printf ("Usage: p4 <number>\n");
        return -1;
    }
    char* p;
    long long n = strtoll(argv[1], &p, 10);
    if (n < 2 || *p != '\0')
    {
        printf ("input wrong\n");
        return -1;
    }
    int result = isprime(n);

    if (result == 1)
        printf ("%lld is prime\n", n);
    else
        printf ("%lld is not prime\n", n);
    return 0;
}

许多不同的数字都能完美地工作,但 9872349901 却不行,因为这是教师要测试我的作业的数字。

这是我做“实验室检查”时的预览

cs25681@cs:/instructor/class/cs25681/cs/h5> labcheck 5
Checking assignment #5:
p1:
p2:
p3:
p4:
-3.0 output of program (p4) is not correct for input '9872349901':
------ Yours: ------
---- Reference: ----
9872349901 is prime
--------------------
p5:
p6:
p7:
p8:

我想对每个不同的数字进行测试,所以这里是 ./a.out <number> 的预览

cs25681@cs:/lecture/class/cs25681/cs> ./a.out 3
3 is prime
cs25681@cs:/lecture/class/cs25681/cs> ./a.out 1
input wrong
cs25681@cs:/lecture/class/cs25681/cs> ./a.out 9
9 is not prime
cs25681@cs:/lecture/class/cs25681/cs> ./a.out 9872349901
9872349901 is prime
cs25681@cs:/lecture/class/cs25681/cs> echo "took 43 seconds to output"
took 43 seconds to output
cs25681@cs:/lecture/class/cs25681/cs> 

最佳答案

将我的评论转化为答案。

使用:

for (long long i = 2; i * i <= n; ++i)

这将测试限制到 i刚好大于 n 的平方根,如代码注释中所建议的那样。

更好的算法是测试 2,然后测试奇数 3, 5, 7, …, 这样可以大大减少测试量。

更好的是,测试 2 和 3,然后 6*N±1 for N = 1, 2, 3, … 测试 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 25(这是第一次它不是在选择质数对),等等。

if (n <= 1)
    return 0;
if (n == 2 || n == 3)
    return 1;
if (n % 2 == 0 || n % 3 == 0)
    return 0;
for (unsigned long long x = 5; x * x <= n; x += 6)
{
    if (n % x == 0 || n % (x + 2) == 0)
        return 0;
}
return 1;

请注意,您不使用 sqrt(N) ;你用i * i <= N .或者,如果您必须使用 sqrt(N) ,您计算循环之前的值并使用计算值,四舍五入到下一个整数( ceil() 来自 <math.h> )。至少,这是我几年前的基准测试告诉我的。

JFTR:将上面的代码转入题中的代码,时间p4 9872349901产生报告说它在大约 0.005 秒的耗时内是素数(在配备 2.7 GHz Intel Core i7 处理器的普通 2016 15"MacBook Pro 上)。我还尝试了 98723499017333(在数字的右端添加 4 位数字,并且在击中这个值之前获得一些非素数值)在 0.044 秒内被报告为素数。当然,非素数报告更快。

关于c - Prime 与否 Prime 输出慢,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/53149804/

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