本题要求实现一个判断素数的简单函数,并利用该函数验证哥德巴赫猜想:任何一个不小于6的偶数均可表示为两个奇素数之和。素数就是只能被1和自身整除的正整数。注意:1不是素数,2是素数。 函数接口定义: int prime( int p ); void goldbach( int n ); 其中函数prime当用户传入参数p为素数时返回1,否则返回0;函数goldbach按照格式“n=p+q”输出n的素数分解,其中p≤q均为素数。又因为这样的分解不唯一(例如24可以分解为5+19,还可以分解为7+17),要求必须输出所有解中p最小的解。
时间: 2023-05-31 16:18:24 浏览: 192
### 回答1:
本题要求实现一个判断素数的简单函数,并利用该函数验证哥德巴赫猜想:任何一个不小于6的偶数均可表示为两个奇素数之和。素数就是只能被1和自身整除的正整数。函数接口定义为:int prime(int p); void goldbach(int n); 其中函数prime当用户传入参数p为素数时返回1,否则返回0;函数goldbach按照格式“n=p+q”输出n的所有素数分解,其中p≤q均为奇素数。又因为存在多种符合要求的分解方法,题目要求输出其中p最小的解。
### 回答2:
本题要求实现两个函数,第一个是判断素数的函数prime,第二个是验证哥德巴赫猜想的函数goldbach。
首先是prime函数,题目已经给出定义,需要判断传入参数p是否为素数。素数是只能被1和自身整除的正整数,因此可以用一个for循环遍历2到sqrt(p)的所有数,判断p能否被整除。若能整除,则不是素数,返回0,否则是素数,返回1。需要特别注意,1不是素数,2是素数。
接下来是goldbach函数,传入参数n是一个偶数,需要验证哥德巴赫猜想,即n能否表示为两个奇素数之和。因此,可以先从3开始遍历到n-3之间的所有奇数,判断它们是否是素数。如果是素数,再遍历n减去这个素数之后的数,判断是否也是素数。如果两个数都是素数,就输出这个解,并返回。需要注意,因为哥德巴赫猜想的分解不唯一,要求输出所有解中p最小的解,因此在输出解的时候需要判断是否比之前输出的解p更小,是则更新答案。
下面是代码实现:
```c++
#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;
int prime(int p){
if(p == 1) return 0;//1不是素数
int m = sqrt(p);
for(int i = 2; i <= m; i++){
if(p % i == 0){
return 0;//能整除,不是素数
}
}
return 1;//是素数
}
void goldbach(int n){
int p = -1, q = -1;//初始化为无解
for(int i = 3; i <= n-3; i += 2){//遍历奇数
if(prime(i)){//如果是素数
int j = n - i;//计算另一个数
if(prime(j)){//如果另一个数也是素数
if(p == -1 || p > i){//如果是第一个解或p更小
p = i;//更新解
q = j;
}
}
}
}
cout << n << "=" << p << "+" << q << endl;//输出解
}
int main(){
int n;
cin >> n;
if(n < 6 || n % 2 != 0){//输入不合法
cout << "ERROR" << endl;
return 0;
}
goldbach(n);//验证哥德巴赫猜想
return 0;
}
```
### 回答3:
实现判断素数的函数:
判断素数的方法很多,这里我们使用较简单的试除法。对于一个数p,从2到√p逐个判断是否能整除p。若存在一个数可以整除p,则p不是素数;若不存在,则p是素数。
int prime(int p){
if(p == 2) return 1; //2是素数
if(p == 1 || p % 2 == 0) return 0; //1不是素数,偶数不是素数
int i;
for(i = 3; i * i <= p; i += 2){
if(p % i == 0) return 0;
}
return 1;
}
函数接口定义:
我们需要两个函数,一个是判断素数的函数prime,另一个是验证哥德巴赫猜想的函数goldbach。
void goldbach(int n);
其中n为需要分解为两个奇素数之和的偶数。
实现验证哥德巴赫猜想的函数:
我们先枚举所有的奇素数p,然后检查n-p是否也是一个素数,若是,则找到一种分解方法,输出即可。若不存在满足条件的p,则说明哥德巴赫猜想不成立。
void goldbach(int n){
int i, p = 3; //p从3开始枚举所有的奇素数
while(p <= n/2){
if(prime(p) && prime(n-p)){
printf("%d=%d+%d\n", n, p, n-p);
return;
}
p += 2;
}
printf("Error: Goldbach conjecture is wrong.\n");
}
完整代码实现:
#include <stdio.h>
int prime(int p){
if(p == 2) return 1; //2是素数
if(p == 1 || p % 2 == 0) return 0; //1不是素数,偶数不是素数
int i;
for(i = 3; i * i <= p; i += 2){
if(p % i == 0) return 0;
}
return 1;
}
void goldbach(int n){
int i, p = 3; //p从3开始枚举所有的奇素数
while(p <= n/2){
if(prime(p) && prime(n-p)){
printf("%d=%d+%d\n", n, p, n-p);
return;
}
p += 2;
}
printf("Error: Goldbach conjecture is wrong.\n");
}
int main(){
int n;
scanf("%d", &n);
if(n < 6 || n % 2 == 1){ //只需要验证偶数
printf("Error: input should be even and >=6.\n");
return 0;
}
goldbach(n);
return 0;
}
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