sqrt(n) 是判断素数的性能分水岭:若n有大于√n的因数d,则必有对应小于√n的因数n/d,故只需试除2到⌊√n⌋;注意sqrt(n)为浮点数,直接int转换可能因精度丢失,建议用i*i≤n代替。

为什么 sqrt(n) 是判断素数的性能分水岭
暴力试除到 n-1 太慢,而试除到 sqrt(n) 足够:如果 n 有大于 sqrt(n) 的因数 d,那必有对应的小于 sqrt(n) 的因数 n/d。所以只需检查 2 到 floor(sqrt(n))。
注意:sqrt(n) 返回浮点数,直接转 int 可能因精度丢位(如 n = 1000000000000),建议用 i 替代 i 避免浮点误差和类型转换开销。
n 直接返回false-
n == 2是唯一偶素数,单独返回true -
n % 2 == 0 && n != 2→false - 后续只试除奇数:
for (int i = 3; i
处理边界值:0、1、2、负数怎么算
C++ 标准中素数定义为「大于 1 的正整数」,因此:
-
is_prime(-5)、is_prime(0)、is_prime(1)全部应返回false -
is_prime(2)必须返回true—— 它是素数,且是唯一偶素数 - 不加特判直接进循环会导致
2被i=2整除误判为合数
常见错误写法:if (n 正确覆盖了负数、0、1;但漏掉对 2 的允许,必须在之后放行或提前返回。
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完整可运行的 is_prime 函数(含 64 位整数兼容)
bool is_prime(long long n) {
if (n < 2) return false;
if (n == 2) return true;
if (n % 2 == 0) return false;
for (long long i = 3; i <= n / i; i += 2) {
if (n % i == 0) return false;
}
return true;
}用 long long 支持大数(如 10^12 级别),循环条件 i 同时避免溢出和浮点误差。若确定输入始终在 int 范围,可用 int 提升 cache 局部性。
注意:该函数对单次查询高效,但批量判断(如筛 1~10⁶ 内所有素数)应改用埃氏筛或线性筛,否则重复开销太大。
调试时遇到 9、25、49 判错?检查循环起始和步长
典型错误是把奇数循环写成 for (int i = 3; i * i —— 当 n 很大时 i * i 可能溢出,导致未定义行为(尤其 int 下 i > 46340 就炸)。n / i 是更安全的替代。
-
is_prime(9)错判为true?说明循环没执行到i = 3,检查是否漏了i = 3或起始值设成了5 -
is_prime(1)返回true?说明没做n 检查 -
is_prime(2147483647)(INT_MAX)卡死?说明用了i * i 且i是int,溢出后条件恒真
实际项目里,如果输入范围明确且较小,可以预处理小素数表加速前几轮判断;但多数场景下,上述函数已足够健壮。











