注: 本系列仅为个人学习笔记,学习内容为《算法小讲堂》(视频传送门),通俗易懂适合编程入门小白,需要具备python语言基础,本人小白,如内容有误感谢您的批评指正
梅森数(Mersenne Prime)指的是形如
2
n
−
1
2^n-1
2n−1的正整数,其中指数n是素数,如果结果是一个素数,则称其为梅森素数
例如
2
2
−
1
=
3
2^2-1=3
22−1=3 ,
2
3
−
1
=
7
2^3-1=7
23−1=7都是梅森素数,n 为 2,3,5,7 时,结果都是梅森素数,但是当 n 为 11 时,
2
1
1
−
1
=
2047
=
23
×
89
2^11-1=2047=23×89
211−1=2047=23×89,可以拆分就不是梅森素数,所以并不是所有指数为素数的情况都是梅森素数。
那么让我们用代码找出指数n<22的所有梅森素数该怎么实现呢?思路很简单!判断指数是不是素数然后在判断 2 n − 1 2^n-1 2n−1是不是素数即可。
def prime(num):
i = 2
while i<= math.sqrt(num):
if num%i==0:
return 0
i += 1
return 1
print('指数n<22的梅森素数为:')
count = 0
for i in range(2,22):
if prime(i):
if prime(2**i-1):
print(2**i-1)
count += 1
print('22以内的梅森素数共有{}个'.format(count))
输出结果
指数n<22的梅森素数为:
3
7
31
127
8191
131071
524287
22以内的梅森素数共有7个
在前面学习完了一些内容之后,素数大家一定都已经掌握了,让我们升级一下来看看著名的歌德巴赫猜想!
哥德巴赫猜想(Goldbach’s conjecture)是数论中存在最久的未解问:用现代的数学语言,哥德巴赫猜想可以陈述为:任一大于 2 的偶数,都可表示成两个素数之和。
这个猜想与当时欧洲数论学家讨论的整数分拆问题有一定联系。整数分拆问题是一类讨论“是否能将整数分拆为某些拥有特定性质的数的和”的问题。比如能否将所有整数都分拆为若干个完全平方数之和,或者若干个完全立方数的和等。而将一个给定的偶数分拆成两个素数之和,则被称之为此数的哥德巴赫分拆。
例如:
4 = 2 + 2
6 = 3 + 3
8 = 3 + 5
10 = 3 + 7 = 5 + 5
12 = 5 + 7
14 = 3 + 11 = 7 + 7
那么让我们来验证验证歌德巴赫猜想对 2333 以内的正偶数都是成立的,即2333以内的不小于4的正偶数都能够分解为两个素数之和,实现思路当然也很简单啦就是将整数分解为两个正整数,再判断这两个正整数是否都为素数,输出最小的一组分解结果即可代码实现如下
def prime(num):
i = 2
while i <= math.sqrt(num):
if num%i==0:
return 0
i += 1
return 1
if __name__=='__main__':
while True:
num = int(input('请输入一个不小于4的正偶数,退出输入0:'))
if num==0:
print('已退出!')
break
elif num%2!=0 or num < 4:
print('输入不合法请重新输入!')
print()
continue
i = 2
while i <= num//2:
if prime(i)and prime(num-i):
print('分解结果:{}\t{}'.format(i,num-i))
print()
break
i += 1
输出结果:
请输入一个不小于4的正偶数,退出输入0:2
输入不合法请重新输入!
请输入一个不小于4的正偶数,退出输入0:9
输入不合法请重新输入!
请输入一个不小于4的正偶数,退出输入0:18
分解结果:5 13
请输入一个不小于4的正偶数,退出输入0:300
分解结果:7 293
请输入一个不小于4的正偶数,退出输入0:0
已退出!