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不同语言实现质因数分解算法的差异

liebian365 2024-11-17 13:14 21 浏览 0 评论

关于质因数分解算法用不同语言的实现方法

  • 基础知识:质因数算法
  • 任一一个偶数可以分解为多个质数相乘,例如:

    20 = 2 * 2 * 5

    100 = 2 * 2 * 5 * 5

    55 = 5 * 11

    60 = 2 * 2 * 3 * 5

    按数学运算:列竖式,拿最小的素数做除数,不断整除得到新的得数,最后把所有的除数和最后的得数连起来就是。

    1. 则先从最小的素数2开始整除
    2. 当能够整除该素数时,将数字赋值为整除后的得数
    3. 继续从2开始整除
    4. 如果2无法整除,则逐个递加到新的素数作为除数
    5. 最后能整除的素数与最后的得数就是结果
  • 根据以上,代码实现思路:
  • 1. 先设立一个除数,从最小的质数开始,也就是2;

    2. 当能够被当前除数整除时,该除数就是因数,将原数字设为被整除后的结果;

    3. 继续从该除数开始整除新的结果,并不断循环;

    4. 当无法被整除时,则递增除数,得到新的除数,继续第2步;

    5. 直到除数的平方大于要分解的值,终止循环。

    最后所有可整除的除数与最后的大于1的余数就是结果。

    不同语言的特点

  • 先看C语言的,C语言是一切现代高级语言的基础
  • C语言代码实现如下,该*factorize可以返回一个分解后的数组。从代码里可以看出,首先需要申请一个动态数组*result,长度为len的内存空间。该数组用来保存分解数,每分解出一个数字时则追加到数组中去,数组下标也随之增加。当分解完成后,最后返回分解数的数组。

    代码逻辑:

    1. 双循环,自2开始遍历。

    2. 外循环为继续分解的判断条件,当某个数的乘方大于要分解的数字时,就终止循环不再分解。如果当前数字无法分解,则加1继续分解。

    3. 内循环则不断用被分解的数字来除以约数,能除尽则将被分解数赋值为得数,并继续除以约数来分解,当该数字无法作为约数整除时,则跳出循环。

    4. 当全部分解后,有的情况下原数字刚好被除尽,有些情况无法除尽,得数大于1,此时该得数就是最后的分解数。

  • C++语言
  • C++代码实现与C语言一致,因为没有用到面向对象,所以没有任何区别。

  • Java语言
  • Java版使用了ArrayList,是长度可变的列表,相比C语言使用数组来讲要方便些。代码上基本一样,如果也使用int数组,那代码就一模一样了。

  • JavaScript语言
  • JavaScript语言的数组没有类型,也无需指定长度,使用起来非常简单易懂。整个代码写法与Java版本如出一辙。

  • TypeScript语言
  • Typescript是JS的一个变种或者称之为超集,完全兼容JS语言,最后会编译成JS来执行。主要是基于类和强类型,写法上与JS几无差异。当然也可以不按类的方式来写。

  • Python语言
  • Python是面向对象语言,与Java不同,方法也可以脱离于类存在。看Python代码,可以说是最简单明了的,可以说最易懂。与JS一样,Python也是动态脚本语言,数组也是动态可变的,非常好用。其实Python与JS也很像,只是相比JS来讲,是强类型的(当然也不是严格意义的强类型,这点与TS很像)。

  • Go语言
  • Go语言与C类似,不以类为基础,其语言简练,语法上是C和JS的混合体,变量声明也是var。数组空间也需要提前申请。无需括号和分号,相对比较简洁。从这段代码来看与C差异不大,本质上是C的变体。

  • Kotlin
  • Kolin是Java的一种语法糖,是完全兼容Java语法的,最后也会变成class来执行。在Kotlin 中没有原始类型,一切都是对象。参数参数一旦将值分配给val,就无法更改。如果想重新分配它,则必须将其声明为var,而在Kotlin的方法中,参数隐式声明为final val,也无法更改参数。因此,这里将number赋值给变量num。

  • Dart语言
  • Dart是支持即时编译和提前编译的语言,语法与JS基本上一致,只不过需要提前编译并且严格类型。但在实际使用上与JS可谓非常接近,熟悉JS或TS的开发者上手几乎零成本。这里取整除法与其他语言略有不同,如果不加~则得到小数了。

  • Swift语言
  • Swift是苹果推出的旨在替代Objective-C进行苹果App开发的语言。从语法外形上跟JS非常像,var声明,function为第一型,与Go也很类似,还不要分号,function缩写为func。Swift数组声明非常简单,无需指定长度,不断append即可。

  • Objective-c
  • OC是苹果原生的开发语言,来自于C语言,就像windows里面的VC++一样。但说实话OC的语法看起来不是很友好,从变量声明到对象调用,看起来与其他语言不是很一致,但总体上来也是类C的,所以本质上还是一样。数组要申请分配空间,长度无需指定。数组操作和对象引用的写法上与其他差异较大,但总体结构差异不大。

    从以上的代码可以看出,它们长得都很像,因为都是类C的语言(Python稍有不同,无花括号,缩进语句)。其中Python与JS最为简洁清晰、易懂,因此非常受追捧。从语言趋势上看,几乎所有最新的语言都在学习JS的优点,当然都摒弃了JS弱类型的特点。新的语言像Swift和Go、Dart、TS、Kotlin等都借鉴了它的特点,基本上来新语言就是C+Java+JS的结合体。

    今天介绍的这几门语言是未来编程语言的趋势。它们之间的外形差异越来越小,对于数据结构、作用域、语法等都大同小异,掌握一门后再学习其他的会变得很容易。

    完整代码地址:

    https://github.com/microwind/algorithms/tree/master/factor

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