檢查素?cái)?shù)與否的正則表達(dá)式
要使用這個(gè)正規(guī)則表達(dá)式,你需要把自然數(shù)轉(zhuǎn)成多個(gè)1的字符串,如:2 要寫成 “11”, 3 要寫成 “111”, 17 要寫成“11111111111111111”,這種工作使用一些腳本語言可以輕松的完成。
一開始我對(duì)這個(gè)表達(dá)式持懷疑態(tài)度,但仔細(xì)研究了一下這個(gè)表達(dá)式,發(fā)現(xiàn)是非常合理的,下面,讓我?guī)銇砑?xì)細(xì)剖析一下是這個(gè)表達(dá)式的工作原理。
首先,我們看到這個(gè)表達(dá)式中有“|”,也就是說這個(gè)表達(dá)式可以分成兩個(gè)部分:/^1?$/ 和 /^(11+?)\1+$/
可見這個(gè)正規(guī)則表達(dá)式是取非素?cái)?shù),要得到素?cái)?shù)還得要對(duì)整個(gè)表達(dá)式求反。通過上面的分析,我們知道,第二部分是最重要的,對(duì)于第二部分,舉幾個(gè)例子,
示例一:判斷自然數(shù)8。我們可以知道,8轉(zhuǎn)成我們的格式就是“11111111”,對(duì)于(11+?),其匹配了“11”,于是還剩下“111111”,而\1+$正好匹配了剩下的“111111”,因?yàn)椋?1”這個(gè)模式在“111111”出現(xiàn)了三次,符合模式匹配,返回true。所以,匹配成功,于是這個(gè)數(shù)不是質(zhì)數(shù)。
示例二:判斷自然數(shù)11。轉(zhuǎn)成我們需要的格式是“11111111111”(十一個(gè)1),對(duì)于(11+?),其匹配了“11”(前兩個(gè)1),還剩下“111111111”(九個(gè)1),而\1+$無法為“11”匹配那“九個(gè)1”,因?yàn)椤?1”這個(gè)模式并沒有在“九個(gè)1”這個(gè)串中正好出現(xiàn)N次。于是,我們的正則表達(dá)式引擎會(huì)嘗試下一種方法,先匹配“111”(前三個(gè)1),然后把“111”作為模式去匹配剩下的“11111111”(八個(gè)1),很明顯,那“八個(gè)1”并沒有匹配“三個(gè)1”多次。所以,引擎會(huì)繼續(xù)向下嘗試……直至嘗試所有可能都無法匹配成功。所以11是素?cái)?shù)。
通過示例二,我們可以得到這樣的等價(jià)數(shù)算算法,正則表達(dá)式會(huì)匹配這若干個(gè)1中有沒有出現(xiàn)“二個(gè)1”的整數(shù)倍,“三個(gè)1”的整數(shù)倍,“四個(gè)1”的整數(shù)倍……,而,這正好是我們需要的算素?cái)?shù)的算法。現(xiàn)在大家明白了吧。
下面,我們用perl來使用這個(gè)正規(guī)則表達(dá)式不停地輸出素?cái)?shù):(關(guān)于perl的語法我就不多說了,請(qǐng)注意表達(dá)式前的取反操作符)
perl -e'$|++;(1 x$_)!~/^1?$|^(11+?)\1+$/print"$_ "while ++$_'
另外,讓我們來舉一反三,根據(jù)上述的這種方法,我們甚至可以用正則表達(dá)式來求證某方式是否有解,如:
大家不妨自己做做練習(xí),為什么上述的兩個(gè)正則表達(dá)式可以判斷方程是否有解。如果無法參透其中的奧妙的話,你可以讀讀這篇英文文章。
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