Перебор делителей

Перебор делителей (пробное деление) — алгоритм факторизации или тестирования простоты числа путём полного перебора всех возможных потенциальных делителей.

Обычно перебор делителей заключается в переборе всех целых (как вариант: простых) чисел от 2 до квадратного корня из факторизуемого числа n и в вычислении остатка от деления n на каждое из этих чисел. Если остаток от деления на некоторое число i равен 0, то i является делителем n. В этом случае либо n объявляется составным, и алгоритм заканчивает работу (если тестируется простота n), либо n сокращается на i и процедура повторяется (если осуществляется факторизация n). По достижении квадратного корня из n и невозможности сократить n ни на одно из меньших чисел n объявляется простым[1].

Для ускорения перебора часто не проверяются чётные делители, кроме числа 2, а также делители, кратные трём, кроме числа 3. При этом тест ускоряется в три раза, так как из каждых шести последовательных потенциальных делителей необходимо проверить только два, а именно вида 6·k±1, где k — натуральное число.

Данный алгоритм является ресурсоемким при проверке больших чисел на простоту, но для его ускорения можно прибегнуть к следующим методам оптимизации. Для объяснения возьмем три последовательных числа (n-1, n, n+1). Предположим, что число n — простое. Так как n — простое, то слева и справа от него будут стоять числа, кратные двум, а исходя из того, что мы рассматриваем тройку подряд идущих чисел, среди них обязательно найдётся число, кратное трем. Тогда число n-1 и n+1 кратны двум, и одно из них кратно трем; следовательно, одно из этих чисел будет кратно шести. Теперь мы можем сказать, что простое число, большее трех, всегда будет стоять рядом с числом, кратным шести. Оптимизируя наш алгоритм, мы можем изначально проверить окрестность большого числа N, а именно N-1 и N+1, на кратность 6, и после этого запустить алгоритм проверки на простоту. Данный метод можно использовать и на задачах, связанных с отрезком чисел, и перебирать только те, которые стоят рядом с числом, кратным шести.