फास्टेस्ट होम प्राइम जेनरेटर


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होम प्राइम क्या है?

उदाहरण के लिए, HP (4) को लें। सबसे पहले, प्रमुख कारकों का पता लगाएं। 4 के प्रमुख कारक ( संख्यात्मक क्रम में कम से कम सबसे बड़ी, हमेशा ) 2 हैं, 2. उन कारकों को एक शाब्दिक संख्या के रूप में लें। 2, 2 22 हो जाता है। जब तक आप अभाज्य संख्या तक नहीं पहुँच जाते तब तक फैक्टरिंग की यह प्रक्रिया जारी रहती है।

number    prime factors
4         2, 2
22        2, 11
211       211 is prime

एक बार जब आप एक अभाज्य संख्या पर पहुँच जाते हैं, तो अनुक्रम समाप्त हो जाता है। हिमाचल प्रदेश (4) = 211। यहाँ एक लंबा उदाहरण है, 14 के साथ:

number    prime factors
14        2, 7
27        3, 3, 3
333       3, 3, 37
3337      47, 71
4771      13, 367
13367     13367 is prime

आपकी चुनौती एक ऐसा प्रोग्राम बनाना है जो एचपी (एक्स) की दी गई एक्स की गणना करेगा, और इसे जितनी जल्दी हो सके उतना जल्दी करें । आप उन सभी संसाधनों का उपयोग कर सकते हैं जो आप चाहते हैं, ज्ञात होम प्राइम्स की सूची के अलावा।

ध्यान दें, ये संख्या बहुत तेजी से बहुत बड़ी हो जाती है। X = 8 पर, HP (x) सभी तरह से 3331113965338635107 पर कूदता है। HP (49) को अभी तक नहीं मिला है।

कार्यक्रम की गति को रास्पबेरी पाई 2 पर परीक्षण किया जाएगा, निम्न इनपुट के औसत:

16
20
64
65
80

यदि आपके पास रास्पबेरी पाई 2 है, तो कार्यक्रम को स्वयं समय दें, फिर समय को औसत करें।


3
जितनी जल्दी हो सके परिभाषित करें ।
लेगियोन्मैल 978

1
@ LegionMammal978 सर्वश्रेष्ठ रनटाइम प्रदर्शन के साथ। यह सबसे तेज़-कोड चुनौती है।
नूह एल


1
हमें कैसे पता चलेगा कि कौन सा कोड तेज़ है? कुछ लोग पांच साल पुराने लैपटॉप पर परीक्षण कर सकते हैं ( खांसी की तरह मुझे खांसी ), जबकि अन्य कुछ हाई-एंड डेस्कटॉप / सर्वर का उपयोग कर सकते हैं। इसके अलावा, प्रदर्शन एक ही भाषा के व्याख्याताओं के बीच भिन्न होता है।
जुंगह्वान मिन

1
क्या मिलर-राबिन जैसे संभावित संभाव्य परीक्षण का उपयोग करने की अनुमति है?
मील

जवाबों:


6

गणितज्ञ, एचपी (80) ~ 0.88 में

NestWhile[
  FromDigits[
    Flatten[IntegerDigits /@ 
      ConstantArray @@@ FactorInteger[#]]] &, #, CompositeQ] &

अनाम फ़ंक्शन। नंबर को इनपुट के रूप में लेता है और आउटपुट के रूप में एक नंबर देता है।


1अंत में वहां नहीं होना चाहिए ...
JungHwan मिन

मेरे पास मेरे कंप्यूटर पर मैथेमेटिका नहीं है, जिसका अर्थ है कि मुझे अपने रास्पबेरी पाई 2 पर इस (और बाकी कार्यक्रमों) का परीक्षण करना होगा
नोह एल

चूंकि हम गोल्फ नहीं कर रहे हैं: वहाँ CompositeQहै !PrimeQ(जो यह भी सुनिश्चित करता है कि आपका उत्तर इनपुट पर हमेशा के लिए लूप न करे 1)।
मार्टिन एंडर

यह कैसे संभव है कि माथेमेटिका HP(80)इतने कम समय में प्रदर्शन करती है कि कहीं न कहीं यह अपराध हार्डकॉक्ड है? मेरे i7 लैपटॉप को primality check करने में घंटों लग रहे हैं, साथ ही HP(80)जब यह आता है, तो इसके मुख्य कारक ढूंढते हैं 47109211289720051
मारियो

@NoahL गणितज्ञ को ऑनलाइन परीक्षण किया जा सकता है। meta.codegolf.stackexchange.com/a/1445/34718
mbomb007

5

PyPy 5.4.1 64bit (linux), HP (80) ~ 1.54 s

32 बिट संस्करण थोड़ा धीमा समय होगा।

मैं चार अलग-अलग गुणन विधियों का उपयोग करता हूं, अनुभवजन्य रूप से निर्धारित ब्रेकप्वाइंट के साथ:

मैंने ईसीएफ और एमपीक्यूएस के बीच एक साफ ब्रेक खोजने के लिए थोड़ी देर की कोशिश की, लेकिन एक नहीं लगता है। हालाँकि, यदि एन में एक छोटा कारक है, तो ECF आमतौर पर लगभग तुरंत मिल जाएगा, इसलिए मैंने MPQS पर जाने से पहले केवल कुछ घटता परीक्षण करने का विकल्प चुना है।

वर्तमान में, यह केवल मथमैटिक की तुलना में ~ 2x धीमा है, जिसे मैं निश्चित रूप से एक सफलता मानता हूं।


home-prime.py

import math
import my_math
import mpqs

max_trial = 1e10
max_pollard = 1e22

def factor(n):
  if n < max_trial:
    return factor_trial(n)
  for p in my_math.small_primes:
    if n%p == 0:
      return [p] + factor(n/p)
  if my_math.is_prime(n):
    return [n]
  if n < max_pollard:
    p = pollard_rho(n)
  else:
    p = lenstra_ecf(n) or mpqs.mpqs(n)
  return factor(p) + factor(n/p)


def factor_trial(n):
  a = []
  for p in my_math.small_primes:
    while n%p == 0:
      a += [p]
      n /= p
  i = 211
  while i*i < n:
    for o in my_math.offsets:
      i += o
      while n%i == 0:
        a += [i]
        n /= i
  if n > 1:
    a += [n]
  return a


def pollard_rho(n):
  # Brent's variant
  y, r, q = 0, 1, 1
  c, m = 9, 40
  g = 1
  while g == 1:
    x = y
    for i in range(r):
      y = (y*y + c) % n
    k = 0
    while k < r and g == 1:
      ys = y
      for j in range(min(m, r-k)):
        y = (y*y + c) % n
        q = q*abs(x-y) % n
      g = my_math.gcd(q, n)
      k += m
    r *= 2
  if g == n:
    ys = (ys*ys + c) % n
    g = gcd(n, abs(x-ys))
    while g == 1:
      ys = (ys*ys + c) % n
      g = gcd(n, abs(x-ys))
  return g

def ec_add((x1, z1), (x2, z2), (x0, z0), n):
  t1, t2 = (x1-z1)*(x2+z2), (x1+z1)*(x2-z2)
  x, z = t1+t2, t1-t2
  return (z0*x*x % n, x0*z*z % n)

def ec_double((x, z), (a, b), n):
  t1 = x+z; t1 *= t1
  t2 = x-z; t2 *= t2
  t3 = t1 - t2
  t4 = 4*b*t2
  return (t1*t4 % n, t3*(t4 + a*t3) % n)

def ec_multiply(k, p, C, n):
  # Montgomery ladder algorithm
  p0 = p
  q, p = p, ec_double(p, C, n)
  b = k >> 1
  while b > (b & -b):
    b ^= b & -b
  while b:
    if k&b:
      q, p = ec_add(p, q, p0, n), ec_double(p, C, n)
    else:
      q, p = ec_double(q, C, n), ec_add(p, q, p0, n),
    b >>= 1
  return q

def lenstra_ecf(n, m = 5):
  # Montgomery curves w/ Suyama parameterization.
  # Based on pseudocode found in:
  # "Implementing the Elliptic Curve Method of Factoring in Reconfigurable Hardware"
  # Gaj, Kris et. al
  # http://www.hyperelliptic.org/tanja/SHARCS/talks06/Gaj.pdf
  # Phase 2 is not implemented.
  B1, B2 = 8, 13
  for i in range(m):
    pg = my_math.primes()
    p = pg.next()
    k = 1
    while p < B1:
      k *= p**int(math.log(B1, p))
      p = pg.next()
    for s in range(B1, B2):
      u, v = s*s-5, 4*s
      x = u*u*u
      z = v*v*v
      t = pow(v-u, 3, n)
      P = (x, z)
      C = (t*(3*u+v) % n, 4*x*v % n)
      Q = ec_multiply(k, P, C, n)
      g = my_math.gcd(Q[1], n)
      if 1 < g < n: return g
    B1, B2 = B2, B1 + B2


if __name__ == '__main__':
  import time
  import sys
  for n in sys.argv[1:]:
    t0 = time.time()
    i = int(n)
    f = []
    while len(f) != 1:
      f = sorted(factor(i))
      #print i, f
      i = int(''.join(map(str, f)))
    t1 = time.time()-t0
    print n, i
    print '%.3fs'%(t1)
    print

नमूना समय

    $ pypy home-prime.py 8 16 20 64 65 80
8 3331113965338635107
0.005s

16 31636373
0.001s

20 3318308475676071413
0.004s

64 1272505013723
0.000s

65 1381321118321175157763339900357651
0.397s

80 313169138727147145210044974146858220729781791489
1.537s

5 का औसत लगभग 0.39 है।


निर्भरता

mpqs.pyमेरे जवाब से सीधे कुछ सबसे मामूली संशोधनों के साथ सबसे तेज़ अर्धवृत्ताकरण कारक से लिया जाता है ।

mpqs.py

import math
import my_math
import time

# Multiple Polynomial Quadratic Sieve
def mpqs(n, verbose=False):
  if verbose:
    time1 = time.time()

  root_n = my_math.isqrt(n)
  root_2n = my_math.isqrt(n+n)

  # formula chosen by experimentation
  # seems to be close to optimal for n < 10^50
  bound = int(5 * math.log(n, 10)**2)

  prime = []
  mod_root = []
  log_p = []
  num_prime = 0

  # find a number of small primes for which n is a quadratic residue
  p = 2
  while p < bound or num_prime < 3:

    # legendre (n|p) is only defined for odd p
    if p > 2:
      leg = my_math.legendre(n, p)
    else:
      leg = n & 1

    if leg == 1:
      prime += [p]
      mod_root += [int(my_math.mod_sqrt(n, p))]
      log_p += [math.log(p, 10)]
      num_prime += 1
    elif leg == 0:
      if verbose:
        print 'trial division found factors:'
        print p, 'x', n/p
      return p

    p = my_math.next_prime(p)

  # size of the sieve
  x_max = bound*8

  # maximum value on the sieved range
  m_val = (x_max * root_2n) >> 1

  # fudging the threshold down a bit makes it easier to find powers of primes as factors
  # as well as partial-partial relationships, but it also makes the smoothness check slower.
  # there's a happy medium somewhere, depending on how efficient the smoothness check is
  thresh = math.log(m_val, 10) * 0.735

  # skip small primes. they contribute very little to the log sum
  # and add a lot of unnecessary entries to the table
  # instead, fudge the threshold down a bit, assuming ~1/4 of them pass
  min_prime = int(thresh*3)
  fudge = sum(log_p[i] for i,p in enumerate(prime) if p < min_prime)/4
  thresh -= fudge

  sieve_primes = [p for p in prime if p >= min_prime]
  sp_idx = prime.index(sieve_primes[0])

  if verbose:
    print 'smoothness bound:', bound
    print 'sieve size:', x_max
    print 'log threshold:', thresh
    print 'skipping primes less than:', min_prime

  smooth = []
  used_prime = set()
  partial = {}
  num_smooth = 0
  prev_num_smooth = 0
  num_used_prime = 0
  num_partial = 0
  num_poly = 0
  root_A = my_math.isqrt(root_2n / x_max)

  if verbose:
    print 'sieving for smooths...'
  while True:
    # find an integer value A such that:
    # A is =~ sqrt(2*n) / x_max
    # A is a perfect square
    # sqrt(A) is prime, and n is a quadratic residue mod sqrt(A)
    while True:
      root_A = my_math.next_prime(root_A)
      leg = my_math.legendre(n, root_A)
      if leg == 1:
        break
      elif leg == 0:
        if verbose:
          print 'dumb luck found factors:'
          print root_A, 'x', n/root_A
        return root_A

    A = root_A * root_A

    # solve for an adequate B
    # B*B is a quadratic residue mod n, such that B*B-A*C = n
    # this is unsolvable if n is not a quadratic residue mod sqrt(A)
    b = my_math.mod_sqrt(n, root_A)
    B = (b + (n - b*b) * my_math.mod_inv(b + b, root_A))%A

    # B*B-A*C = n <=> C = (B*B-n)/A
    C = (B*B - n) / A

    num_poly += 1

    # sieve for prime factors
    sums = [0.0]*(2*x_max)
    i = sp_idx
    for p in sieve_primes:
      logp = log_p[i]

      inv_A = my_math.mod_inv(A, p)
      # modular root of the quadratic
      a = int(((mod_root[i] - B) * inv_A)%p)
      b = int(((p - mod_root[i] - B) * inv_A)%p)

      amx = a+x_max
      bmx = b+x_max

      ax = amx-p
      bx = bmx-p

      k = p
      while k < x_max:
        sums[k+ax] += logp
        sums[k+bx] += logp
        sums[amx-k] += logp
        sums[bmx-k] += logp
        k += p

      if k+ax < x_max:  
        sums[k+ax] += logp
      if k+bx < x_max:
        sums[k+bx] += logp
      if amx-k > 0:
        sums[amx-k] += logp
      if bmx-k > 0:
        sums[bmx-k] += logp
      i += 1

    # check for smooths
    x = -x_max
    for v in sums:
      if v > thresh:
        vec = set()
        sqr = []
        # because B*B-n = A*C
        # (A*x+B)^2 - n = A*A*x*x+2*A*B*x + B*B - n
        #               = A*(A*x*x+2*B*x+C)
        # gives the congruency
        # (A*x+B)^2 = A*(A*x*x+2*B*x+C) (mod n)
        # because A is chosen to be square, it doesn't need to be sieved
        sieve_val = (A*x + B+B)*x + C

        if sieve_val < 0:
          vec = {-1}
          sieve_val = -sieve_val

        for p in prime:
          while sieve_val%p == 0:
            if p in vec:
              # keep track of perfect square factors
              # to avoid taking the sqrt of a gigantic number at the end
              sqr += [p]
            vec ^= {p}
            sieve_val = int(sieve_val / p)

        if sieve_val == 1:
          # smooth
          smooth += [(vec, (sqr, (A*x+B), root_A))]
          used_prime |= vec
        elif sieve_val in partial:
          # combine two partials to make a (xor) smooth
          # that is, every prime factor with an odd power is in our factor base
          pair_vec, pair_vals = partial[sieve_val]
          sqr += list(vec & pair_vec) + [sieve_val]
          vec ^= pair_vec
          smooth += [(vec, (sqr + pair_vals[0], (A*x+B)*pair_vals[1], root_A*pair_vals[2]))]
          used_prime |= vec
          num_partial += 1
        else:
          # save partial for later pairing
          partial[sieve_val] = (vec, (sqr, A*x+B, root_A))
      x += 1

    prev_num_smooth = num_smooth
    num_smooth = len(smooth)
    num_used_prime = len(used_prime)

    if verbose:
      print 100 * num_smooth / num_prime, 'percent complete\r',

    if num_smooth > num_used_prime and num_smooth > prev_num_smooth:
      if verbose:
        print '%d polynomials sieved (%d values)'%(num_poly, num_poly*x_max*2)
        print 'found %d smooths (%d from partials) in %f seconds'%(num_smooth, num_partial, time.time()-time1)
        print 'solving for non-trivial congruencies...'

      used_prime_list = sorted(list(used_prime))

      # set up bit fields for gaussian elimination
      masks = []
      mask = 1
      bit_fields = [0]*num_used_prime
      for vec, vals in smooth:
        masks += [mask]
        i = 0
        for p in used_prime_list:
          if p in vec: bit_fields[i] |= mask
          i += 1
        mask <<= 1

      # row echelon form
      col_offset = 0
      null_cols = []
      for col in xrange(num_smooth):
        pivot = col-col_offset == num_used_prime or bit_fields[col-col_offset] & masks[col] == 0
        for row in xrange(col+1-col_offset, num_used_prime):
          if bit_fields[row] & masks[col]:
            if pivot:
              bit_fields[col-col_offset], bit_fields[row] = bit_fields[row], bit_fields[col-col_offset]
              pivot = False
            else:
              bit_fields[row] ^= bit_fields[col-col_offset]
        if pivot:
          null_cols += [col]
          col_offset += 1

      # reduced row echelon form
      for row in xrange(num_used_prime):
        # lowest set bit
        mask = bit_fields[row] & -bit_fields[row]
        for up_row in xrange(row):
          if bit_fields[up_row] & mask:
            bit_fields[up_row] ^= bit_fields[row]

      # check for non-trivial congruencies
      for col in null_cols:
        all_vec, (lh, rh, rA) = smooth[col]
        lhs = lh   # sieved values (left hand side)
        rhs = [rh] # sieved values - n (right hand side)
        rAs = [rA] # root_As (cofactor of lhs)
        i = 0
        for field in bit_fields:
          if field & masks[col]:
            vec, (lh, rh, rA) = smooth[i]
            lhs += list(all_vec & vec) + lh
            all_vec ^= vec
            rhs += [rh]
            rAs += [rA]
          i += 1

        factor = my_math.gcd(my_math.list_prod(rAs)*my_math.list_prod(lhs) - my_math.list_prod(rhs), n)
        if 1 < factor < n:
          break
      else:
        if verbose:
          print 'none found.'
        continue
      break

  if verbose:
    print 'factors found:'
    print factor, 'x', n/factor
    print 'time elapsed: %f seconds'%(time.time()-time1)
  return factor

if __name__ == "__main__":
  import argparse
  parser = argparse.ArgumentParser(description='Uses a MPQS to factor a composite number')
  parser.add_argument('composite', metavar='number_to_factor', type=long, help='the composite number to factor')
  parser.add_argument('--verbose', dest='verbose', action='store_true', help="enable verbose output")
  args = parser.parse_args()

  if args.verbose:
    mpqs(args.composite, args.verbose)
  else:
    time1 = time.time()
    print mpqs(args.composite)
    print 'time elapsed: %f seconds'%(time.time()-time1)

my_math.pyके रूप में एक ही पोस्ट से लिया जाता है mpqs.py, हालांकि मैंने अपने जवाब में सबसे अच्छा अंतर खोजने के लिए मेरे द्वारा इस्तेमाल किए गए अनबाउंड प्राइम नंबर जनरेटर में भी जोड़ा है ।

my_math.py

# primes less than 212
small_primes = [
    2,  3,  5,  7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37,
   41, 43, 47, 53, 59, 61, 67, 71, 73, 79, 83, 89,
   97,101,103,107,109,113,127,131,137,139,149,151,
  157,163,167,173,179,181,191,193,197,199,211]

# pre-calced sieve of eratosthenes for n = 2, 3, 5, 7
indices = [
    1, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47,
   53, 59, 61, 67, 71, 73, 79, 83, 89, 97,101,103,
  107,109,113,121,127,131,137,139,143,149,151,157,
  163,167,169,173,179,181,187,191,193,197,199,209]

# distances between sieve values
offsets = [
  10, 2, 4, 2, 4, 6, 2, 6, 4, 2, 4, 6,
   6, 2, 6, 4, 2, 6, 4, 6, 8, 4, 2, 4,
   2, 4, 8, 6, 4, 6, 2, 4, 6, 2, 6, 6,
   4, 2, 4, 6, 2, 6, 4, 2, 4, 2,10, 2]

# tabulated, mod 105
dindices =[
  0,10, 2, 0, 4, 0, 0, 0, 8, 0, 0, 2, 0, 4, 0,
  0, 6, 2, 0, 4, 0, 0, 4, 6, 0, 0, 6, 0, 0, 2,
  0, 6, 2, 0, 4, 0, 0, 4, 6, 0, 0, 2, 0, 4, 2,
  0, 6, 6, 0, 0, 0, 0, 6, 6, 0, 0, 0, 0, 4, 2,
  0, 6, 2, 0, 4, 0, 0, 4, 6, 0, 0, 2, 0, 6, 2,
  0, 6, 0, 0, 4, 0, 0, 4, 6, 0, 0, 2, 0, 4, 8,
  0, 0, 2, 0,10, 0, 0, 4, 0, 0, 0, 2, 0, 4, 2]

max_int = 2147483647


# returns the index of x in a sorted list a
# or the index of the next larger item if x is not present
# i.e. the proper insertion point for x in a
def binary_search(a, x):
  s = 0
  e = len(a)
  m = e >> 1
  while m != e:
    if a[m] < x:
      s = m
      m = (s + e + 1) >> 1
    else:
      e = m
      m = (s + e) >> 1
  return m


# divide and conquer list product
def list_prod(a):
  size = len(a)
  if size == 1:
    return a[0]
  return list_prod(a[:size>>1]) * list_prod(a[size>>1:])


# greatest common divisor of a and b
def gcd(a, b):
  while b:
    a, b = b, a%b
  return a


# extended gcd
def ext_gcd(a, m):
  a = int(a%m)
  x, u = 0, 1
  while a:
    x, u = u, x - (m/a)*u
    m, a = a, m%a
  return (m, x, u)


# legendre symbol (a|m)
# note: returns m-1 if a is a non-residue, instead of -1
def legendre(a, m):
  return pow(a, (m-1) >> 1, m)


# modular inverse of a mod m
def mod_inv(a, m):
  return ext_gcd(a, m)[1]


# modular sqrt(n) mod p
# p must be prime
def mod_sqrt(n, p):
  a = n%p
  if p%4 == 3:
    return pow(a, (p+1) >> 2, p)
  elif p%8 == 5:
    v = pow(a << 1, (p-5) >> 3, p)
    i = ((a*v*v << 1) % p) - 1
    return (a*v*i)%p
  elif p%8 == 1:
    # Shank's method
    q = p-1
    e = 0
    while q&1 == 0:
      e += 1
      q >>= 1

    n = 2
    while legendre(n, p) != p-1:
      n += 1

    w = pow(a, q, p)
    x = pow(a, (q+1) >> 1, p)
    y = pow(n, q, p)
    r = e
    while True:
      if w == 1:
        return x

      v = w
      k = 0
      while v != 1 and k+1 < r:
        v = (v*v)%p
        k += 1

      if k == 0:
        return x

      d = pow(y, 1 << (r-k-1), p)
      x = (x*d)%p
      y = (d*d)%p
      w = (w*y)%p
      r = k
  else: # p == 2
    return a


#integer sqrt of n
def isqrt(n):
  c = n*4/3
  d = c.bit_length()

  a = d>>1
  if d&1:
    x = 1 << a
    y = (x + (n >> a)) >> 1
  else:
    x = (3 << a) >> 2
    y = (x + (c >> a)) >> 1

  if x != y:
    x = y
    y = (x + n/x) >> 1
    while y < x:
      x = y
      y = (x + n/x) >> 1
  return x


# integer cbrt of n
def icbrt(n):
  d = n.bit_length()

  if d%3 == 2:
    x = 3 << d/3-1
  else:
    x = 1 << d/3

  y = (2*x + n/(x*x))/3
  if x != y:
    x = y
    y = (2*x + n/(x*x))/3
    while y < x:
      x = y
      y = (2*x + n/(x*x))/3
  return x


# strong probable prime
def is_sprp(n, b=2):
  if n < 2: return False
  d = n-1
  s = 0
  while d&1 == 0:
    s += 1
    d >>= 1

  x = pow(b, d, n)
  if x == 1 or x == n-1:
    return True

  for r in xrange(1, s):
    x = (x * x)%n
    if x == 1:
      return False
    elif x == n-1:
      return True

  return False


# lucas probable prime
# assumes D = 1 (mod 4), (D|n) = -1
def is_lucas_prp(n, D):
  P = 1
  Q = (1-D) >> 2

  # n+1 = 2**r*s where s is odd
  s = n+1
  r = 0
  while s&1 == 0:
    r += 1
    s >>= 1

  # calculate the bit reversal of (odd) s
  # e.g. 19 (10011) <=> 25 (11001)
  t = 0
  while s:
    if s&1:
      t += 1
      s -= 1
    else:
      t <<= 1
      s >>= 1

  # use the same bit reversal process to calculate the sth Lucas number
  # keep track of q = Q**n as we go
  U = 0
  V = 2
  q = 1
  # mod_inv(2, n)
  inv_2 = (n+1) >> 1
  while t:
    if t&1:
      # U, V of n+1
      U, V = ((U + V) * inv_2)%n, ((D*U + V) * inv_2)%n
      q = (q * Q)%n
      t -= 1
    else:
      # U, V of n*2
      U, V = (U * V)%n, (V * V - 2 * q)%n
      q = (q * q)%n
      t >>= 1

  # double s until we have the 2**r*sth Lucas number
  while r:
    U, V = (U * V)%n, (V * V - 2 * q)%n
    q = (q * q)%n
    r -= 1

  # primality check
  # if n is prime, n divides the n+1st Lucas number, given the assumptions
  return U == 0


## Baillie-PSW ##
# this is technically a probabalistic test, but there are no known pseudoprimes
def is_bpsw(n):
  if not is_sprp(n, 2): return False

  # idea shamelessly stolen from Mathmatica's PrimeQ
  # if n is a 2-sprp and a 3-sprp, n is necessarily square-free
  if not is_sprp(n, 3): return False

  a = 5
  s = 2
  # if n is a perfect square, this will never terminate
  while legendre(a, n) != n-1:
    s = -s
    a = s-a
  return is_lucas_prp(n, a)


# an 'almost certain' primality check
def is_prime(n):
  if n < 212:
    m = binary_search(small_primes, n)
    return n == small_primes[m]

  for p in small_primes:
    if n%p == 0:
      return False

  # if n is a 32-bit integer, perform full trial division
  if n <= max_int:
    p = 211
    while p*p < n:
      for o in offsets:
        p += o
        if n%p == 0:
          return False
    return True

  return is_bpsw(n)


# next prime strictly larger than n
def next_prime(n):
  if n < 2:
    return 2

  # first odd larger than n
  n = (n + 1) | 1
  if n < 212:
    m = binary_search(small_primes, n)
    return small_primes[m]

  # find our position in the sieve rotation via binary search
  x = int(n%210)
  m = binary_search(indices, x)
  i = int(n + (indices[m] - x))

  # adjust offsets
  offs = offsets[m:] + offsets[:m]
  while True:
    for o in offs:
      if is_prime(i):
        return i
      i += o


# an infinite prime number generator
def primes(start = 0):
  for n in small_primes[start:]: yield n
  pg = primes(6)
  p = pg.next()
  q = p*p
  sieve = {221: 13, 253: 11}
  n = 211
  while True:
    for o in offsets:
      n += o
      stp = sieve.pop(n, 0)
      if stp:
        nxt = n/stp
        nxt += dindices[nxt%105]
        while nxt*stp in sieve:
          nxt += dindices[nxt%105]
        sieve[nxt*stp] = stp
      elif n < q:
        yield n
      else:
        sieve[q + dindices[p%105]*p] = p
        p = pg.next()
        q = p*p


# true if n is a prime power > 0
def is_prime_power(n):
  if n > 1:
    for p in small_primes:
      if n%p == 0:
        n /= p
        while n%p == 0: n /= p
        return n == 1

    r = isqrt(n)
    if r*r == n:
      return is_prime_power(r)

    s = icbrt(n)
    if s*s*s == n:
      return is_prime_power(s)

    p = 211
    while p*p < r:
      for o in offsets:
        p += o
        if n%p == 0:
          n /= p
          while n%p == 0: n /= p
          return n == 1

    if n <= max_int:
      while p*p < n:
        for o in offsets:
          p += o
          if n%p == 0:
            return False
      return True

    return is_bpsw(n)
  return False

2

पायथन 2 + प्राइमफैक 1.1

मेरे पास इसे जांचने के लिए रास्पबेरी पाई नहीं है।

from primefac import primefac

def HP(n):
    factors = list(primefac(n))

    #print n, factors

    if len(factors) == 1 and n in factors:
        return n

    n = ""
    for f in sorted(factors):
        n += str(f)
    return HP(int(n))

इसे ऑनलाइन आज़माएं

primefacसमारोह की सभी प्रमुख कारकों में से एक सूची लौटाती है n। इसकी परिभाषा में, यह कॉल करता हैisprime(n) करता है, जो ट्रायल डिवीजन, यूलर की विधि और मिलर-राबिन प्राइमलिटी टेस्ट के संयोजन का उपयोग करता है। मैं पैकेज डाउनलोड करने और स्रोत देखने की सलाह दूंगा।

मैंने n = n * 10 ** int(floor(log10(f))+1) + fस्ट्रिंग कॉन्फेंशन के बजाय उपयोग करने की कोशिश की , लेकिन यह बहुत धीमा है।


pip install primefacमेरे लिए काम किया, हालांकि 65 और 80 forkपृष्ठभूमि पर आईएनजी के कारण, खिड़कियों पर चलना प्रतीत नहीं होता है ।
प्रिमो

स्रोत को देखते हुए के लिए primefacथा बहुत मजाकिया, के रूप में वहाँ के साथ टिप्पणी की एक बहुत कुछ कर रहे हैं TODOयाfind out why this is throwing errors
mbomb007

मैंने भी बस किया। लेखक वास्तव में मेरे mpqs का उपयोग करता है! ...ज़रा - सा संशोधित। लाइन 551 # This occasionally throws IndexErrors.हाँ, क्योंकि उन्होंने चेक को हटा दिया था कि उपयोग किए गए प्राइम कारकों की तुलना में अधिक चिकनी हैं।
प्रिमो

आपको उसकी मदद करनी चाहिए। :)
mbomb007

जब मैं इस चुनौती के साथ करूँगा, तब मैं शायद उनसे संपर्क करूँगा, मैं mpqs को थोड़ा सा अनुकूलित करने का काम करना चाहता हूँ (क्या मैं गणित सही हूँ?)।
प्रिमो

2

सी#

using System;
using System.Linq;

public class Program
{
    public static void Main(string[] args) {

        Console.Write("Enter Number: ");

        Int64 n = Convert.ToInt64(Console.ReadLine());

        Console.WriteLine("Start Time: " + DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss.ffffff"));
        Console.WriteLine("Number, Factors");

        HomePrime(n);

        Console.WriteLine("End Time: " + DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss.ffffff"));
        Console.ReadLine();
    }

    public static void HomePrime(Int64 num) {
        string s = FindFactors(num);
        if (CheckPrime(num,s) == true) {
            Console.WriteLine("{0} is prime", num);
        } else {
            Console.WriteLine("{0}, {1}", num, s);
            HomePrime(Convert.ToInt64(RemSp(s)));
        }
    }

    public static string FindFactors(Int64 num) {
        Int64 n, r, t = num;
        string f = "";
        for (n = num; n >= 2; n--) {
            r = CalcP(n, t);
            if (r != 0) {
                f = f + " " + r.ToString();
                t = n / r;
                n = n / r + 1;
            }
        }
        return f;
    }

    public static Int64 CalcP(Int64 num, Int64 tot) {
        for (Int64 i = 2; i <= tot; i++) {
            if (num % i == 0) {
                return i;
            } 
        }
        return 0;
    }

    public static string RemSp(string str) {
        return new string(str.ToCharArray().Where(c => !Char.IsWhiteSpace(c)).ToArray());
    }

    public static bool CheckPrime(Int64 num, string s) {
        if (s == "") {
            return false;
        } else if (num == Convert.ToInt64(RemSp(s))) {
            return true;
        }
        return false;
    }

}

यह पिछले कोड का अधिक अनुकूलित संस्करण है, जिसमें कुछ अनावश्यक अनावश्यक भागों को हटा दिया गया है।

आउटपुट (मेरे i7 लैपटॉप पर):

Enter Number: 16
Start Time: 18:09:51.636445
Number, Factors
16,  2 2 2 2
2222,  2 11 101
211101,  3 11 6397
3116397,  3 163 6373
31636373 is prime
End Time: 18:09:51.637954

ऑनलाइन टेस्ट करें


पूर्व-निर्धारित primes / मानों के साथ एक सरणी बनाने की अनुमति नहीं है, मुझे विश्वास है, क्योंकि यह एक मानक कमियां है।
पी। केटीनो

@ P.Ktinos मुझे भी ऐसा लगता है ... वैसे भी इसे शामिल करना बहुत बड़ा होगा।
मारियो

1

पीसी पर पर्ल + नेथोरी, एचपी (80) 0.35 में

हाथ पर कोई रास्पबेरी पाई।

use ntheory ":all";
use feature "say";
sub hp {
  my $n = shift;
  while (!is_prime($n)) {
    $n = join "",factor($n);
  }
  $n;
}
say hp($_) for (16,20,64,65,80);

प्राइमलिटी टेस्ट ईएस बीपीएसडब्ल्यू है, साथ ही बड़ी संख्या के लिए एकल यादृच्छिक-आधार एमआर। इस आकार में हम उपयोग कर सकते हैंis_provable_prime (n-1 और / या ECPP) का उपयोग गति में कोई उल्लेखनीय अंतर नहीं कर सकते हैं, लेकिन यह बिना किसी वास्तविक लाभ के> 300-अंकीय मानों के लिए बदल जाएगा। फैक्टरिंग में परीक्षण, शक्ति, Rho-Brent, P-1, SQUFOF, ECM, QS शामिल हैं जो आकार पर निर्भर करता है।

इन इनपुट के लिए यह OEIS साइट पर चार्ल्स परी / जीपी कोड के समान गति के बारे में चलता है। ntheory में छोटी संख्याओं के लिए तेजी से फैक्टरिंग है, और मेरे P-1 और ECM बहुत अच्छे हैं, लेकिन QS महान नहीं है, इसलिए मैं किसी बिंदु पर Pari के तेज होने की उम्मीद करूंगा।


1
मैंने पाया कि P-1 द्वारा पाया गया कोई भी कारक भी - ECM द्वारा - जल्द ही मिल गया, इसलिए मैंने इसे गिरा दिया (विलियम्स P + 1 के लिए)। शायद मैं SQUFOF जोड़ने की कोशिश करूँगा। शानदार पुस्तकालय, बी.टी.वी.
Primo

1
इसके अलावा, use feature "say";
प्रिमो
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