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强伪素数的定义,如下:
则容易知道,满足条件的n有可能是素数也有可能是合数(强伪素数),但是不满足条件的一定是合数。我们又有以下定理
所以当返回为真时,它为合数错误的概率小于1/4,当返回为假时,必为合数,那么重复调用k次返回为真时,该数为合数的概率应该小于14k\dfrac{1}{4^k}4k1,只要k取10,错误概率就小于百万分之一。
整个代码如下:
#include<iostream>
#include<cstdlib>
#include<ctime>
#include<cmath>using namespace std;bool is_primes(int n){if(n==1)return false; //1不是素数else{for(int i=2;i<sqrt(n)+1;i++)if(n%i==0)return false; //合数}return true; //素数
}bool Btest(int a,int n){//返回true表示是强伪素数,返回false表示是合数int s=0;int t=n-1;while(t%2==0){t=t/2;s=s+1;}//计算a^t mod nint i=0;int x=1;while(i++<t){x=(x*a)%n;}if(x==1||x==n-1)return true;for(i=1;i<=s-1;i++){x=(x*x)%n;if(x==n-1)return true;}return false;
}bool MillRab(int n){int a=rand()%(n-3)+2; //a=2,3,...,n-4+2=n-2.return Btest(a,n);
}bool RepeatMillRob(int n,int k){for(int i=0;i<k;i++)if(MillRab(n)==false)return false; //一定是合数return true;
}int PrintPrimes(){cout<<2<<endl<<3<<endl;int n=5;int err=0;while(n<=10000){int k=log10(n);if(RepeatMillRob(n,k)){if(is_primes(n))cout<<n<<endl;elseerr++;}n=n+2;}return err;
}int main(){srand(time(0));cout<<PrintPrimes()<<endl;return 0;
}
运行结果:
在5-10000的素数检测中,用概率方法仅错了2个,增大k能进一步提高准确率。