线性筛

最初,线性筛只是用来筛质数罢了。。。

void sieve(int n) {
  static int v[N], p[N], pr;
  // v[i] 表示 i 的最小质因子
  // p[N] 和 pr 用来存质数表
  for (int i = 2; i <= n; ++i) {
    if (v[i] == 0) v[i] = i, p[++pr] = i;
    // 没被筛,是质数
    for (int j = 1; j <= pr && i*p[j] <= n; ++j) {
      v[i*p[j]] = p[j];
      if (i % p[j] == 0) break;
      // 当 i 是 p[j] 的倍数时 break
    }
  }
}

代码简短,便于记忆。。。
but,为什么复杂度是线性的呢?

  • 在筛的过程中,上面的程序将(itimes p[j])的最小质因子定为(p[j])
  • 先不考虑其正确性,将(i)唯一分解,得到(i=p_1^{c_1} times p_2^{c_2} times cdots times p_k^{c_k}(p_1leq p_2 leq cdots leq p_k))
  • 而此时一定有(p[j]leq p_1),因为当(p[j]=p_1)时就已经break了。
  • 同样由于(p[j]leq p_1)(i times p[j])的最小质因子显然为(p[j])

然鹅还是没有证明复杂度是线性的。。。

  • 考虑每个数(x)被筛到的原因。
  • (x)为质数,则(x)被筛是理所当然的。
  • (x)非质数,则(x)只会被其最小质因子筛到。

所以,每个数会且仅会被筛一次,故时间复杂度为(O(n))

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