在没有参数的函数中生成新的素数[关闭]答案

【问题标题】：在没有参数的函数中生成新的素数[关闭]
【发布时间】：2022-01-23 07:32:47
【问题描述】：

我正在做一个问题，我需要制作一个没有参数的函数generatePrime。该函数在第一次调用时应该返回数字2，3（第二次），5（第三次）等等。

我有一种直觉，这应该用递归来完成。但我不确定如何制作没有参数的递归函数。

不过，这只是程序的一部分 - 整个程序本身应该返回一些 low 和 high 之间的素数（不包括它们）

int main(){
int low, high, i;
scanf("%d %d", &low, &high); // Boundaries of interval (low, high)
...
for (i = low + 1; i < high; i++){...}
...
};

int generatePrime(){
...}

【问题讨论】：

Re“我有一种直觉，这应该用递归来完成”：不，绝对不是。
@EricPostpischil 感谢您的回复。所以我有一个想法，每次调用函数时都增加素数，但是当它应该是 2 时，第一次调用呢？我不知道在最初设置 int prime = 2 后如何“跳过这个”？
我有一种直觉，您必须使用（静态）表格，您会一遍又一遍地查阅。随着它的成长。
我在这里没有看到实际的问题。你说你不知道如何写一个没有参数的递归generatePrime。但如果函数不需要递归，那就没问题了。

标签： c function for-loop recursion primes

【解决方案1】：

如果赋值确实需要您编写一个不带参数的函数，并且每次调用都返回一个连续的素数，那么您可能打算使用静态对象。以下是返回简单计数器的方法：

int GenerateCounter(void)
{
    static int counter = 0;
    return counter++;
}

使用类似的静态对象可以实现一个例程，该例程将返回从两个开始的连续素数。但是，如果它必须以用户提供的 low 值开头，则有以下三种选择：

low 值必须以某种方式传递给函数。如果不是作为参数，那么它必须通过函数和调用者都可以访问的某个对象，例如在任何函数之外声明的变量。这通常被认为是糟糕的设计，不是一个好的编程任务。
该函数可以使用它的静态对象来了解它第一次被调用的时间，并且可以在该实例上从输入中读取低值并记住它（通过静态对象）。
main 例程可以重复调用GenerateCounter，并且只有在达到low 值后才开始打印其结果。这很浪费，而且不太可能是该作业的原意。

【讨论】：

或者它可能是一个文件范围变量（static int counter = 0; 在文件范围内，而不是在函数内部，以便文件中的一些其他代码可以将其重置为零，以便生成器可以在同一个程序中重复使用。
谢谢你，我真的很感激。我现在明白了。

【解决方案2】：

创建一个不带参数的递归函数没有多大意义，因为递归的全部意义在于函数参数随着每一级递归而变化。

如果您希望函数generatePrime 不带参数，但在调用时返回下一个素数，则该函数必须记住它返回的最后一个值。这可以通过在带有static storage duration 的变量中记住这个值来实现，例如全局变量或static 局部变量。由于您需要从函数main 和函数generatePrime 访问此变量，我建议使用全局变量。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <stdbool.h>

static int next;

//This function returns true if the number is prime,
//otherwise false. This is a very simple, inefficient
//implementation. Better, more efficient algorithms exist,
//such as the Sieve of Eratosthenes.
bool isprime( int num )
{
    if ( num < 2 )
        return false;

    int max = (int)sqrt( num ) + 1;

    if ( max >= num )
        max = num - 1;

    for ( int i = 2; i <= max; i++ )
    {
        if ( num % i == 0 )
            return false;
    }

    return true;
}

int generatePrime()
{
    while ( !isprime( next ) )
        next++;

    return next++;
}

int main( void )
{
    int low, high, i;

    printf( "Please enter low and high value: " );

    if ( scanf("%d %d", &low, &high) != 2 )
    {
        printf( "invalid input!\n" );
        exit( EXIT_FAILURE );
    }

    next = low + 1;

    while ( ( i = generatePrime() ) < high )
        printf( "%d\n", i );
}

这个程序有以下输出：

Please enter low and high value: 2 30
2
3
5
7
11
13
17
19
23
29

Please enter low and high value: 100 200
101
103
107
109
113
127
131
137
139
149
151
157
163
167
173
179
181
191
193
197
199

请注意，这个程序将计算一个比打印多一个素数，这有点浪费。但是，由于您的任务要求函数 generatePrime 不接受任何参数，因此我没有看到任何简单的方法来解决此问题。

【讨论】：

【解决方案3】：

...应该返回一些低和高之间的素数

这里不需要递归。把这个想法放在一边。

创建一个表 [0...high] 并应用 Sieve of Eratosthenes。因此，所有寻找的素数都被确定为第一步。

// Pseudo code
Form table [0... high], mark all true
table[0] = table[1] = false
Set prime = 2
while (prime <= high/prime) {
  for (p=2*prime, p <= high, p += prime)
    mark table[p] = false
  starting at prime, walk list looking for next prime

创建一个无参数函数，该函数从低位开始遍历已完成的表，以查找仍然是素数的条目。

int low, high;

int generatePrime(){
  static int current_prime;
  static char *table  = NULL;
  if (table == NULL) {
    table = malloc(high + 1);

    // Realize pseudo code discussed above here.
    // ...

    current_prime = low - 1;
  }
  // Find next prime
  while (!table[++current_prime]) {
    ;
  }
  return current_prime;
}

这将是形成素数 [低 ... 高] 的非常快速的解决方案。缺点：代码需要组成一个大数组。

【讨论】：