用c++编写一个程序,求1-n的素数个数。给出两种解法,计算两种写法的求解时间
时间: 2024-09-08 10:04:00 浏览: 81
C++求1-n中有多少个质数,最简单易懂!
在C++中编写一个程序来求解1到n之间素数的个数,我们可以使用两种常见的算法:暴力法和埃拉托斯特尼筛法(Sieve of Eratosthenes)。下面是这两种方法的实现代码和性能评估方法。
1. 暴力法(Brute Force):
暴力法是检查每个数是否为素数的方法。对于每个数,我们需要检查它是否能被更小的数整除。以下是代码实现:
```cpp
#include <iostream>
#include <cmath>
bool isPrime(int num) {
if (num <= 1) return false;
for (int i = 2; i <= sqrt(num); ++i) {
if (num % i == 0) return false;
}
return true;
}
int countPrimes(int n) {
int count = 0;
for (int i = 1; i <= n; ++i) {
if (isPrime(i)) {
++count;
}
}
return count;
}
int main() {
int n;
std::cin >> n;
std::cout << "Prime count from 1 to " << n << " is: " << countPrimes(n) << std::endl;
return 0;
}
```
2. 埃拉托斯特尼筛法(Sieve of Eratosthenes):
这是一种更加高效的算法,其基本思想是从最小的素数开始,找到所有的素数,并将这些素数的倍数标记为非素数。以下是代码实现:
```cpp
#include <iostream>
#include <vector>
int countPrimes(int n) {
std::vector<bool> prime(n+1, true);
prime[0] = prime[1] = false;
for (int i = 2; i * i <= n; ++i) {
if (prime[i]) {
for (int j = i * i; j <= n; j += i) {
prime[j] = false;
}
}
}
int count = 0;
for (int i = 2; i <= n; ++i) {
if (prime[i]) {
++count;
}
}
return count;
}
int main() {
int n;
std::cin >> n;
std::cout << "Prime count from 1 to " << n << " is: " << countPrimes(n) << std::endl;
return 0;
}
```
为了比较这两种算法的时间效率,我们可以记录它们的运行时间。在C++中,可以使用`<chrono>`库来测量时间。以下是测试代码的示例:
```cpp
#include <chrono>
#include <iostream>
// ...(前面的函数实现)
int main() {
int n;
std::cin >> n;
auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
std::cout << "Prime count from 1 to " << n << " is: " << countPrimes(n) << std::endl;
auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
std::chrono::duration<double> elapsed = end - start;
std::cout << "Time elapsed: " << elapsed.count() << " seconds" << std::endl;
return 0;
}
```
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