[ 백준 17103번 문제 ] 골드바흐 파티션 - JAVA

이번 글에서는 백준 17103번 문제를 통해 소수 찾기 알고리즘인 에라토스테네스의 체를 활용,
이를 통해 소수를 찾고 짝수를 소수의 합으로 나타내보자.

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문제 핵심

• N : 짝수
  • 2 < N <= 1,000,000
• 두 개의 소수의 합이다.
• 순서만 다른 것은 같은 파티션이다.

풀이 과정

다음 문제는 소수를 먼저 찾아서 합을 구하면된다.

즉, 에라토스테네스의 체를 활용 소수를 효율적으로 구할 수 있다.

소수 찾기 ( 에라토스테네스의 체 ) - JAVA

 

1. 소수 찾기

먼저 소수를 분별한다. ( max값을 찾아서 할 수 있지만 최대값 1,000,000인 점을 감안 미리 1,000,000까지 소수를 찾는다. )

    private static void sieveOfEratosthenes(int num) {
        isPrime = new boolean[num + 1];

        for (int i = 2; i <= num; i++) {
            isPrime[i] = true;
        }

        for (int i = 2; i <= Math.sqrt(num); i++) {
            if (!isPrime[i]) continue;
            for (int j = i + i; j <= num; j += i) {
                isPrime[j] = false;
            }
        }
    }

 

2. 골드 바흐 파티션 구성

1. 양쪽에서 숫자를 줄여가며 소수 체크를 한다. ( 이 때 양쪽에서 검사하기 때문에 절반만 사용한다. )

2. 둘 다 소수일 때 count를 증가시킨다.

3. count를 반환한다.

    private static int findGBPartitions(int evenNum) {
        if(evenNum < 4 || evenNum % 2 != 0) {
            throw new IllegalArgumentException(" 4이상의 짝수만 입력 가능합니다. ");
        }

        int count = 0;

        for (int i = 2; i <= evenNum / 2; i++) {
            if(isPrime[i] && isPrime[evenNum - i]) {
                count++;
            }
        }
        return count;
    }

 

 

 

미리 찾아둔 소수를 활용하고 반복문을 효율적으로 사용하면 비교적 쉬운 문제이다.
1,000,000 이하의 소수는 미리 생성해도 처리 가능하지만,
숫자가 매우 커질 경우에는 입력값의 최대값을 기준으로 소수를 구하는 것이 더 효율적이다.

이번 문제는 두 수의 합이 N이 되어야 하므로, 다음과 같은 방식이 적합하다.다만, 이전에 선택 정렬 문제에서 사용한 인덱스를 활용한 방식으로 데이터를 저장하는 방법도 고려할 수 있다.

 

전체 코드

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

public class Main {

    private static boolean[] isPrime;

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        solve();
    }

    private static void solve() throws IOException {

        sieveOfEratosthenes(1000000);

        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        int N = Integer.parseInt(bufferedReader.readLine());

        for(int i = 0;i<N;i++){
            int num = Integer.parseInt(bufferedReader.readLine());
            String result = String.valueOf(findGBPartitions(num));
            stringBuilder.append(result)
                    .append("\n");
        }

        System.out.println(stringBuilder);
    }


    private static void sieveOfEratosthenes(int num) {
        isPrime = new boolean[num + 1];

        for (int i = 2; i <= num; i++) {
            isPrime[i] = true;
        }

        for (int i = 2; i <= Math.sqrt(num); i++) {
            if (!isPrime[i]) continue;
            for (int j = i + i; j <= num; j += i) {
                isPrime[j] = false;
            }
        }
    }

    private static int findGBPartitions(int evenNum) {
        if(evenNum < 4 || evenNum % 2 != 0) {
            throw new IllegalArgumentException(" 4이상의 짝수만 입력 가능합니다. ");
        }

        int count = 0;

        for (int i = 2; i <= evenNum / 2; i++) {
            if(isPrime[i] && isPrime[evenNum - i]) {
                count++;
            }
        }
        return count;
    }
}