Python - 14. lekce

Prvočísla jsou v programování takovým prubířským kamenem. Na vytvoření programu, který bude určovat, jestli zadané číslo je či není prvočíslem, potřebujete znát pár základních příkazů. Čeho ale je potřeba více, je pořádně si to rozmyslet a vymyslet, jak my sami určujeme, jestli číslo je prvočíslem a pokusit tuto metodu převést na program. A o tom je dnešní lekce.

Prvočísla

Zadání úkolu

Na konci tohoto článku byste měli mít všechny předpoklady pro napsání programu, který bude čekat od uživatele číslo a zjistí, jestli to číslo je či není prvočíslo. Žádnou novou funkci se nenaučíme, je to spíše takové opakování a rozpohybování mozkových závitů.

Teorie

Co je to vůbec prvočíslo? Zkusíme se zeptat pana Googla: Prvočíslo. Hned první odkaz nás zavádí do české Wikipedie, velké studnice znalostí, do které může každý přispívat svou troškou a pomoci tak budovat otevřenou encyklopedii.

Tam se dočítáme:

Prvočíslo je přirozené číslo větší než 1, které je beze zbytku
dělitelné pouze jedničkou a samo sebou.

Dnes se toho spoustu dá najít na Internetu. Pokud dostanete udělat program na prvočísla ve škole za úkol a nebude se vám do toho vůbec chtít, celkem lehce najdete na netu řešení. Já jsem vygooglil pro Python jen jedno řešení: hned ten první odkaz. Takže žádná práce. Ale nám jde o to, jestli my sami to dokážeme, jestli na to máme to sami napsat a ne opsat!

Programujte

Jak jsem řekl, nebude zde nic nového, jen chytrolínská kombinace toho, co již známe. Začínat by to mohlo nějak takhle:

print "Urcim, jestli cislo, ktere mi zadate, je prvocislo."
print "Zadej cislo:",
N=input()

A nyní je lépe dvakrát se rozmyslet, jak to budeme dělat. Jak jsme to říkali? Že číslo 13 prvočíslem je?

Vezmeme tedy zadané číslo a budeme procházet všechna čísla, která jsou pod ním (tedy od 2 do N-1) a budeme testovat dělitelnost. Stačí jediný podíl beze zbytku a můžeme skončit, protože je již jasné, že to 'cislo' prvočíslem není.

Pokud projdeme celý cyklus a nenarazíme ani na jediný podíl beze zbytku, tak to bude prvočíslo. Jak ale zajistit programově, abychom to na konci poznali? No uděláme to takovým malým fíglem, který se u podobných příkladů často používá. Na začátku budeme předpokládat, že to prvočíslo je, jinými slovy, zavedeme si proměnnou např. jePrvocislem=True, a pokud uvnitř v cyklu zjistíme první podíl beze zbytku, tak nejenže skončíme, ale nastavíme navíc jePrvocislo=False. No a na konci toto otestujeme podmínkou.

Snad jsem na nic nezapomněl. Je to plně popsaný algoritmus. Snad ještě jen praktická rada, jak v Pythonu zjistit dělitelnost. Dělitelnost je, když výsledek vychází beze zbytku, tedy zbytek=0. No a tady napovídám již více než dost:

>>> 13 % 7
6
>>> 13 / 7
1
>>>

Úkol

• K čemu jsou vlastně prvočísla dobrá, kde mají praktické využití? (použijte print """zde bude Vaše odpověď""")
• Určete, jestli zadané číslo je prvočíslem.
• Použijte funkci, abyste mohli použít tuto formu zápisu, např.:
  

  # zde bude definice funkce 
  
  print "Urcim, jestli cislo, ktere mi zadate, je prvocislo."
  print "Zadej cislo:",
  N=input()    
  
  print jeToPrvocislo(N)

• Zefektivněte algoritmus - je třeba prohledávat čísla až do N-1?
• Dejte pozor na "hraniční hodnoty": 0,1,2.
• Chcete dostat jedničku? Musíte tedy vymyslet něco svého, něco navíc. Např.
• Najděte prvních N prvočísel
• Najděte první N-místné prvočíslo
• Těším se na všechna řešení

Závěr

Je to stokrát omleté téma, já vím. Obzvláště na středních elektro-školách je toto častou součástí testů a písemek. Přesto (nebo právě proto) je to dost zajímavá úloha, která má tisícero modifikací.