一【题目描述】
标题:等差素数列
2,3,5,7,11,13,....是素数序列。
类似:7,37,67,97,127,157 这样完全由素数组成的等差数列,叫等差素数数列。
上边的数列公差为30,长度为6。
2004年,格林与华人陶哲轩合作证明了:存在任意长度的素数等差数列。
这是数论领域一项惊人的成果!
有这一理论为基础,请你借助手中的计算机,满怀信心地搜索:
长度为10的等差素数列,其公差最小值是多少?
注意:需要提交的是一个整数,不要填写任何多余的内容和说明文字。
二【解题思路】
题目问我们长度为10的等差素数数列,其公差最小值是多少。那么最先想到的就是用暴力枚举的方法,我们将一定范围数量的素数数列求出来,然后在里面暴力枚举差相等素数数列且长度为10,然后就可以返回最小的公差。
我们想首先用数组保存素数数列(可以先试试从5000数据范围初始化数组,如果函数找不到这样的等差素数数列,那么在扩大素数个数),然后用for循环从第一个开始枚举,一直到数组最后一个,公差值也做一个循环(从i=1开始,公差值小于末尾值减去当前值,这里做一个小小优化,当然也可以直接写成数组个数n),然后步长为10(这里可以处理初始值加公差值在数组中查找,这里如果是数组的查找函数lower_bound或者upper_bound是不够精确的,我们需要精确的找到的确存在这个值,所以就借助set容器里面的find函数)。然后可以看出来是一个三重循环,我们可以开始编写程序了。
三【解题步骤】
#include<iostream>
#include<set>
using namespace std;
typedef long long LL;//怕数据溢出,就用long long
const int N= 5000;
set<int>all;//借助set容器,精确判断是否存在这样的值
bool isPrime(LL t)//判断是不是素数
{
for(int i=2;i<t/2;i++)
if(t%i==0) return false;
return true;
}
int f(LL a[],int n)
{
for(int i=0;i<n;i++)//第一层循环,从a[0]开始搜索
{
LL first = a[i];//这里你可以不需要设置变量first,但是在第二层循环要用到,
//如果不用的话,需要将i变成这里的全局变量
for(int delta=1;delta<a[n]-first;delta++)//变量delta就是公差
{
int m=first;
for(int k=1;k<10;k++)
{
m+=delta;
if(all.find(m)==all.end()) break;//查找数组中共产为delta的素数是否存在
if(k==9) return delta;//如果步长已经为10了,返回当前公差的值
}
}
} return -1;//如果没有找到,返回-1,就可以考虑将数组扩容来找
}
int main()
{
LL a[N];
LL index=0;
a[0]=2;
a[1]=3;
all.insert(2);
all.insert(3);
LL t=5;
while(index<=N)//这里用while进行初始化
{
if(isPrime(t)) //可以适当的使用index++和while结合的方法进行数组赋值
{
a[index++] = t;
all.insert(t);//set容器初始化
}
t++;
}
cout<<f(a,N)<<endl;
return 0;
}
输出答案:210
四【总结】
这里一开始就想到使用枚举,因为这个是一个填空题,如果是编程题,枚举可以,但是要考虑时间的复杂度。这里三重循环,最多也就10^6级别(挺大的),在查找的那里其实也可以用其它方法,例如设置flag标志,不知道有没有其它优化的方法,有优化的可以分享哦,欢迎交流算法。