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poj 2689 Prime Distance(大數區間素數篩法)

題意:給定區間[L,R],求區間內距離最近的相鄰素數對和距離最遠的相鄰素數對,區間長度不超過1e6。

解題方案:用篩法求出[L,R]的所有素數——利用“合數n一定有小於或等於sqrt(n)的素數因子“這條性質,先預處理出sqrt(2,147,483,647)範圍內的所有素數,然後用它們篩掉所有在區間[L,R]內的合數。

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <string>
#include <cmath>
#include <vector>
#include <queue>
#include <stack>
#include <set>
#include <map>

using namespace std;

#define FOR(i,k,n) for(int i=k;i<n;i++)
#define FORR(i,k,n) for(int i=k;i<=n;i++)
#define scan(a) scanf("%d",&a)
#define scann(a,b) scanf("%d%d",&a,&b)
#define scannn(a,b,c) scanf("%d%d%d",&a,&b,&c)
#define mst(a,n)  memset(a,n,sizeof(a))
#define ll long long
#define N 100005
#define mod 1000000007
#define INF 0x3f3f3f3f

const double eps=1e-8;
const double pi=acos(-1.0);

ll L,R;
int vis[N*10];
int prime[N],prime1[N*10];
int cnt,cnt1;
int Min,Max,minl,minr,maxl,maxr;

void Init()
{
    mst(vis,0);
    cnt=0;
    FOR(i,2,N)
    {
        if(!vis[i])
        {
            prime[cnt++]=i;
            for(int j=i+i;j<N;j+=i)
                vis[j]=1;
        }
    }
}

void range_prime()//大數區間篩素數
{
    mst(vis,0);
    FOR(i,0,cnt)
    {
        ll b=L/prime[i];
        if(b*prime[i]<L)  //將b*prime[i]定位到第一個大於或等於L的合數的位置
            b++;          //注意b==0時和b*prime[i]==L並且b==1時的情況
        if(b<=1)          //這兩條if語句也可以合併為 while(b*prime[i]<L||b<=1) b++;
            b++;
        for(ll j=b*prime[i];j<=R;j+=prime[i]) //b>=2
            vis[j-L]=1; //節省空間,否則空間複雜度太高
    }
    if(L==1) vis[0]=1; //如果左邊界到了1,需要特判,1不是素數,所以要被篩掉

    cnt1=0;
    for(ll i=L;i<=R;i++)
    {
        if(!vis[i-L])
            prime1[cnt1++]=i;
    }
}

void solve()
{
    range_prime();
    Min=INF; Max=0;
    minl=minr=maxl=maxr=-1;
    FOR(i,1,cnt1)
    {
        int d=prime1[i]-prime1[i-1];
        if(d<Min) Min=d,minl=prime1[i-1],minr=prime1[i];
        if(d>Max) Max=d,maxl=prime1[i-1],maxr=prime1[i];
    }
}

int main()
{
    //freopen("in.txt","r",stdin);
    //freopen("out.txt","w",stdout);

    Init();
    while(cin>>L>>R)
    {
        solve();
        if(cnt1<2) printf("There are no adjacent primes.\n");
        else printf("%d,%d are closest, %d,%d are most distant.\n",minl,minr,maxl,maxr);
    }
    return 0;
}