Java中指定范围内素数的查找与数组返回实践

public class Prime {

    /**
     * 判断一个整数是否为素数。
     *
     * @param n 待判断的整数
     * @return 如果n是素数则返回true，否则返回false。
     */
    private boolean isPrime(int n) {
        // 小于或等于1的数不是素数
        if (n <= 1) {
            return false;
        }
        // 2是最小的素数
        if (n == 2) {
            return true;
        }
        // 偶数（除了2）不是素数
        if (n % 2 == 0) {
            return false;
        }
        // 从3开始，只检查奇数因子，直到n的平方根
        // 优化：循环条件可以优化为 i * i <= n 或 i <= Math.sqrt(n)
        // 因为如果n有一个大于其平方根的因子，那么它必然有一个小于其平方根的因子
        for (int i = 3; i * i <= n; i += 2) { // 原始代码是 i < n，这里进行了优化
            if (n % i == 0) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    // ... 其他方法
}

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.IntStream; // 用于Stream API转换

public class Prime {

    // ... isPrime 方法保持不变 ...

    /**
     * 查找指定范围内（包含a和b）的所有素数，并以整数数组形式返回。
     *
     * @param a 范围的起始值
     * @param b 范围的结束值
     * @return 包含所有素数的整数数组
     */
    public int[] test(int a, int b) {
        // 使用ArrayList来动态存储找到的素数
        List<Integer> resultList = new ArrayList<>();

        // 遍历指定范围内的所有数字
        for (int i = a; i <= b; i++) {
            if (isPrime(i)) {
                // 如果是素数，则添加到列表中
                resultList.add(i);
            }
        }

        // 将List<Integer>转换为int[]
        // 使用Java 8 Stream API可以简洁地完成转换
        return resultList.stream()
                         .mapToInt(Integer::intValue) // 将Integer对象映射为int基本类型
                         .toArray(); // 将流中的元素收集到int数组中
    }
}

import java.util.Arrays; // 导入Arrays工具类

public class Main {
    public static void main(String... args) {
        Prime p = new Prime();
        // 调用test方法获取素数数组
        int[] primeNumbers = p.test(10, 30);

        // 使用Arrays.toString()方法打印数组内容
        System.out.println("指定范围内的素数：" + Arrays.toString(primeNumbers));
    }
}

指定范围内的素数：[11, 13, 17, 19, 23, 29]