为什么输出没有在显示屏上显示素数？

Question

我一直在为我的入门 Java 课程编写这个程序，基本上，它应该提示用户选择是否显示素数 (1-1000)、梅森素数 (1-10000)、或费马素数 (1-1000)。我终于让它运行了，但是当我选择 3 或 4（显示 mersenne 或 fermat）时，什么都没有显示，但程序仍在运行。对于梅森素数，它应该显示数字 3、7、31、127 和 8191。对于费马素数，它应该显示数字 3、5、17、257。

我尝试在 MyMath 程序中重新排序算法，但仍然没有输出。

这是算法的 MyMath 程序：

public class MyMath
{

    public static boolean isPrime (long number)
    {
        boolean prime = true;
        int counter = 2;

        if (number <= 1)
        {
            prime = false;
        }
        else if (number == 2)
            prime = true;
        else
        {
            while (counter <= Math.sqrt(number))
            {
                if (number % counter == 0)
                    prime = false;
                counter++;
            }
        }
        return prime;
    }

    public static boolean isMersennePrime (long number)
    {
        boolean mersenne = false;
        if (isPrime(number))
        {
            mersenne = true;
            while (number <= (long)(Math.pow(2, number)) - 1);
            {
                number++;
            }
        }
        return mersenne;
    }

    public static boolean isFermatPrime (long number)
    {
        boolean fermat = false;
        if (isPrime(number))
        {
            fermat = true;
            while (number <= (long)(Math.pow(2, Math.pow(2, number))) - 1);
            {
                number++;
            }
        }
        return fermat;
    }
}

这是一个 MyMathTest 程序，它假设调用 MyMath 中的方法来显示数字：

import javax.swing.JOptionPane;


public class MyMathTest
{
    public static void main(String[] args)
    {

        // create menu
        String menuChoice = "1: Display the Prime Numbers 1 - 1000\n" +
        "2: Display the Mersenne Prime Numbers 1 - 10,000\n" +
        "3: Display the Fermat Primes 1 - 1000\n" +
        "4: Quit\n";

        int userInput = 0;

        // begin do while loop
        do
        {
            // display menu and prompt for input
            String numberChoice = JOptionPane.showInputDialog(null, menuChoice);
            userInput = Integer.parseInt(numberChoice);

            // begin switch statement for choices
            switch (userInput)
            {
                // case 1 displays prime number 1 to 1000
                case 1:
                String displayPrime = "The Prime Numbers from 1 through 1,000:\n";
                int outputLine = 1;

                for (int prime = 1; prime <= 1000; ++prime)
                {
                    if (MyMath.isPrime(prime)) // call isPrime method
                    {
                        displayPrime += String.format ("%d ", prime);

                        if (outputLine == 10)
                        {
                            displayPrime += "   \n";
                            outputLine = 0;
                        }
                        ++outputLine;
                    }
                }
                // display in dialog box
                JOptionPane.showMessageDialog(null, displayPrime);
                break;

                case 2:
                String displayMersenne = "The Mersenne Prime Numbers from 1 through 10,000:\n";

                for (int mersenne = 1; mersenne <= 10000; mersenne++)
                {
                    if (MyMath.isMersennePrime(mersenne))
                    {
                        displayMersenne += String.format ("%d ", mersenne);
                    }
                }
                JOptionPane.showMessageDialog(null, displayMersenne);
                break;

                case 3:
                String displayFermat = "The Fermat Prime Numbers from 1 through 1,000:\n";

                for (int fermat = 1; fermat <= 1000; fermat++)
                {
                    if (MyMath.isFermatPrime(fermat))
                    {
                        displayFermat += String.format ("%d ", fermat);
                    }
                }
                JOptionPane.showMessageDialog(null, displayFermat);
                break;

                case 4:
                break;
                default:

            } // end switch
        } while (userInput != 4);
    } // end main
} // end class MyMathTest

Answer 1

您的while 中有一些拼写错误。你不应该有';'在您的条件和开始循环代码的{ 之间。

除此之外，您在计算 Mersenne 和 Fermat 素数的逻辑中混合了计数器和输入数字，因此您永远不会离开 while 循环。以梅森条件为例：

while (number <= (long)(Math.pow(2, number)) - 1)

如果您以number = 1 开头，您将拥有1 <= 1，这是真的，您进入循环。在下一次迭代中你有number = 2，所以循环检查将是2 <= 3，所以它是真的。如果你这样继续下去，第二项每次迭代都会变大，你永远不会退出循环。

根据Wikipedia：

梅森素数是一个小于二的幂的素数。也就是说，它是一个素数，对于某个整数 n，它可以写成 Mn = 2^n − 1 的形式

因此，输入数字必须等于任意 2 负 1 的幂。对于每个输入数字，我们需要从 exponent = 1 开始并递增，直到结果 Math.pow(2, exponent) - 1 等于输入数字（然后我们知道它是梅森素数）或者它大于输入数（然后我们知道我们走得太远了，输入不是梅森素数）。

在代码中，它会是这样的：

public static boolean isMersennePrime (long number)
{
    if (isPrime(number))
    {
        int exponent = 1;
        int powerMinusOne = (long)Math.pow(2, exponent) - 1;

        // Iterate until we reach the number 
        while (number > powerMinusOne){
            exponent++;
            powerMinusOne = (long)Math.pow(2, exponent) - 1;
        }

        // If we haven't gone over the number, it is a Mersenne prime
        return number == powerMinusOne;            
    } else {
        return false;
    }
} 

你应该做类似的事情来检查你的数字是否是费马素数。

Answer 2

你可以试试关注吗？

public static boolean isMersennePrime (long number)
{
    boolean mersenne = false;
        if (isPrime(number)) {

            int count = 2;
            while (true) {
                long check = (long) (Math.pow(2, count)) - 1;
                if (number == check) {
                    mersenne = true;
                    break;
                }
                else if (number < check)
                    break;

                count++;
            }
        }
        return mersenne;
}

public static boolean isFermatPrime(long number) {
        boolean fermat = false;
        if (isPrime(number)) {

            int count = 1;
            while (true) {
                long check = (long) (Math.pow(2, count)) + 1;
                if (number == check) {
                    fermat = true;
                    break;
                }
                else if (number < check)
                    break;

                count++;
            }
        }
        return fermat;
    }