使用 C++ 统计小于等于 N 的数字,其与小于等于该数字的素数个数之差大于等于 K
给定两个整数 N 和 K,目标是找到满足以下条件的数字的个数:
数字 <= N
| 数字 - 计数 | >= K,其中计数是小于等于数字的素数的个数。
例如
输入
N = 5, K = 2
输出
Count of numbers < = N whose difference with the count of primes upto them is > = K are: 2
解释
The numbers that follow the conditions are: 5 ( 5−2>=2 ) and 4 ( 4−2>=2 )
输入
N = 10, K = 6
输出
Count of numbers < = N whose difference with the count of primes upto them is > = K are: 1
解释
The numbers that follow the conditions are: 10 ( 10−4>=6 )
**下面程序中使用的算法如下:**
在这种方法中,我们将使用二分查找来减少计算量。如果小于等于 num 的素数个数为 count1,对于数字 num+1,此计数为 count2。则 num+1 - count2 >= num - count1。因此,如果 num 有效,则 num+1 也有效。对于使用二分查找找到的第一个满足条件的数字,例如 'num',则 'num'+1 也将满足相同的条件。这样,将计算 num 到 N 之间的所有数字。
将变量 N 和 K 作为输入。
数组 arr[] 用于存储小于等于 i 的素数个数,将在索引 i 处存储。
函数 set_prime() 更新数组 arr[] 以存储素数的计数。
数组 check[i] 在 i 为素数时存储 true,否则存储 false。
将 check[0] = check[1] = false 设置为非素数。
遍历从索引 i=2 到 i*i
现在使用 for 循环遍历 arr[] 并更新它。所有计数都更新为 arr[i] = arr[i-1]。如果 arr[i] 本身是素数,则该计数将增加 1。设置 arr[i]++。
函数 total(int N, int K) 获取 N 和 K 并返回小于等于 N 的数字的个数,其与小于等于该数字的素数个数之差大于等于 K。
调用 set_prime()。
将 temp_1 = 1 和 temp_2 = N。将初始计数设置为 0。
现在使用二分查找,在 while 循环中设置 = (temp_1 + temp_2) >> 1 ((first+last) /2)。
如果 set - arr[set] >= K,则满足条件,将计数更新为 set 并将 temp_2 = set - 1。
否则,将 temp_1 = temp_1 + 1。
最后将计数设置为最小有效数字 N - 计数 + 1 或 0。
在所有循环结束时,返回计数作为结果。
示例
#include <bits/stdc++.h> using namespace std; #define size 1000001 int arr[size]; void set_prime(){ bool check[size]; memset(check, 1, sizeof(check)); check[0] = 0; check[1] = 0; for (int i = 2; i * i < size; i++){ if(check[i] == 1){ for (int j = i * 2; j < size; j += i){ check[j] = 0; } } } for (int i = 1; i < size; i++){ arr[i] = arr[i − 1]; if(check[i] == 1){ arr[i]++; } } } int total(int N, int K){ set_prime(); int temp_1 = 1; int temp_2 = N; int count = 0; while (temp_1 <= temp_2){ int set = (temp_1 + temp_2) >> 1; if (set − arr[set] >= K){ count = set; temp_2 = set − 1; } else { temp_1 = set + 1; } } count = (count ? N − count + 1 : 0); return count; } int main(){ int N = 12, K = 5; cout<<"Count of numbers < = N whose difference with the count of primes upto them is > = K are: "<<total(N, K); return 0; }
输出
如果我们运行以上代码,它将生成以下输出:
Count of numbers < = N whose difference with the count of primes upto them is > = K are: 4