c - 为什么我的 pthread 程序缺少素数？

Question

我正在开发一个在 C 语言中使用 pthread 的程序。线程的功能是根据用户在 CLI 中输入的最大数字来计算素数。例如，用户输入 ./ComputePrimes 20，输出应该是 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19。

但是，由于某种原因，我的程序仅输出 2 到 13(因此我的输出为 2, 3, 5, 7, 11, 13)。

我使用基于威尔逊定理的公式来计算素数: https://en.wikipedia.org/wiki/Formula_for_primes

我从过去上过的离散数学课上知道，计算素数没有可靠的公式。然而，这个程序的目的是演示 pthreads，我相信我已经成功完成了。这是我的程序:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>


void *generatePrimeNumbers(void *primenum) {
    int  i, j, a, b;
    int primeNumbers[] = {};
    int limit = (int *)primenum;

    for (i = 1; i <= limit; i++) {
           j = 0;
           int a = (factorial(i) % (i + 1));
           int b =  (i - 1) + 2;
           if (((a / i) * b) != 0) {
               primeNumbers[j] = ((a / i) * b);
               printf("%d ", primeNumbers[j]);
               j++;
           }
    }
    printf("\n");
    return NULL;
}

int factorial(int n) {
    if (n == 1) {
        return 1;
    } else return n * factorial(n - 1);

}


int main(int argc, char *argv[]) {
    int numLimit;
    pthread_t primethread;
    if (argc != 2) {
       printf("You need to enter a valid number!\n");
       exit(-1);
   }
   else {
       int i = 0;
       numLimit = atoi(argv[1]);
       if (numLimit < 2) {
               printf("Please enter a number greater than or equal to 2.\n");
               exit(-1);
       }
   }

     pthread_create(&primethread, NULL, generatePrimeNumbers, (void *)numLimit);
     pthread_exit(NULL);
}

正如您在下面看到的，我成功创建了一个线程，但是缺少一些素数。我相信我可能在我调用的线程函数中的某个地方搞砸了。谢谢!

Answer 1

在许多环境中，int只能存储最大2147483647(2**31 - 1)的整数，而20! = 2432902008176640000 。因此，factorial(20)无法正确计算。

将factorial的返回类型设置为long long将使输入20的输出正确(假设long long最多可以保存2 **63 - 1)，但对于较大的数字，您应该考虑其他方法，例如在数字变得太大之前在 factorial 方法中取模。

另请注意该行

int limit = (int *)primenum;

看起来很奇怪。强制转换应该是 int，而不是 int *。

另一点是，正如退休忍者所说，您正在将数字分配给 0 元素数组。在此代码中，除了打印点之外，没有使用 primeNumbers，因此应该像

一样直接进行打印

printf("%d ", ((a / i) * b));