Golang 使用并发计算给定数字以内的所有质数

在这篇Go语言文章中，我们将编写程序来使用并发执行计算给定数字以内的所有质数。并发执行是同时执行多个任务的过程。在Golang中，使用go程和通道来创建并发程序。

Go程是由Go运行时管理的轻量级线程，而通道则有助于在Go程之间进行无冲突的通信。

语法

func make ([] type, size, capacity)

make 函数在Go语言中用来创建一个数组/映射。它接收要创建的变量的类型、大小和容量作为参数。

func range(variable)

range函数用于迭代任何数据类型。要使用它，我们首先需要编写range关键字，后跟我们想要迭代的数据类型，结果是循环将迭代到变量的最后一个元素。

步骤

• 在程序中导入main、fmt和sync包

• 创建一个主函数

• 在主函数中设置范围，限制素数计算的上限值

• 然后，使用make函数创建一个名为primes的通道，用于获取素数

• 在这一步中，创建一个Wait Group wg，以便在退出主函数之前所有的go routine都完成

• 然后，通过调用generatePrimes函数来启动go routine

• 在这里，将限制、primes通道和wg作为参数传递

• 启动另一个go routine来打印素数，通过调用printPrimes函数

• 在这里，将primes通道和Wait Group作为参数传递

• 然后，使用wait函数等待所有的go routine完成

• 在这一步中，创建一个generatePrimes函数来生成给定限制范围内的素数

• 在这个函数中，将初始素数2和3发送到primes通道。然后，在步长为2的情况下，从5迭代到限制范围

• 在每次迭代中，通过从3迭代到该数字的平方根来检查质数性

• 如果数字能被其中任何一个除数整除，则它不是一个质数，Prime设置为false。否则，它仍为true

• 如果数字是质数，则将其发送到primes通道

• 创建printPrimes函数来接收primes通道中的质数并打印它们

• 一旦打印完所有数字，调用wg.Done()来通知Wait Group已经完成打印

• 在所有go routine完成后，程序结束

示例

在这个示例中，我们将编写一个Go程序，使用go routine和channel计算所有素数，以实现并发执行。

package main
import (
    "fmt"
    "sync"
)
func main() {   
    limit := 100
    primes := make(chan int)
    var wg sync.WaitGroup

    wg.Add(1)
    go generatePrimes(limit, primes, &wg)

    wg.Add(1)
    go printPrimes(primes, &wg)
    wg.Wait()
}
func generatePrimes(limit int, primes chan<- int, wg *sync.WaitGroup) {
    defer close(primes)
    defer wg.Done()
    primes <- 2
    primes <- 3
    for num := 5; num <= limit; num += 2 {
        isPrime := true     
        for i := 3; i*i <= num; i += 2 {
            if num%i == 0 {
                isPrime = false
                break
            }
        }
        if isPrime {
            primes <- num
        }
    }
}
func printPrimes(primes <-chan int, wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()
    fmt.Println("The prime numbers till the rage of 100 are:")

    for prime := range primes {
        fmt.Println(prime)
    }
}

输出

The prime numbers till the rage of 100 are:
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

结论

我们利用一个示例编写并执行了计算小于给定数字的质数程序，使用了Go语言的Go routines和channels来实现并发。