素数筛 - prime sieve

代码如下:

代码摘自https://go.dev/play/p/9U22NfrXeq

prime: n. 素数,质数,盛年,壮年时期

​ adj. 主要的,原始的,素数的

sieve /siv/ n. 筛子 vt. 筛

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// A concurrent prime sieve

package main

// Send the sequence 2, 3, 4, ... to channel 'ch'.
func Generate(ch chan<- int) {
	for i := 2; ; i++ {
		ch <- i // Send 'i' to channel 'ch'.
	}
}

// Copy the values from channel 'in' to channel 'out',
// removing those divisible by 'prime'.
func Filter(in <-chan int, out chan<- int, prime int) {
	for {
		i := <-in // Receive value from 'in'.
		if i%prime != 0 {
			out <- i // Send 'i' to 'out'.
		}
	}
}

// The prime sieve: Daisy-chain Filter processes.
func main() {
	ch := make(chan int) // Create a new channel.
	go Generate(ch)      // Launch Generate goroutine.
	for i := 0; i < 10; i++ {
		prime := <-ch
		print(prime, "\n")
		ch1 := make(chan int)
		go Filter(ch, ch1, prime)
		ch = ch1
	}
}

我:能否用更形象的说法来解释下,以上这段代码中 ch = ch1 ?

ChatGPT:当然可以!让我们用一个形象的比喻来解释这段代码中的 ch = ch1

比喻

想象你在一个流水线上的工作场景,你需要不断地筛选传送带上经过的物品。你的任务是把传送带上的物品按照某种规则筛选出来。

  1. 起点:生成物品
    • 有一个传送带(通道 ch)不停地将数字物品(从2开始的自然数)传送过来。这相当于 Generate 函数在向传送带 ch 发送数字。
  2. 第一层筛选:筛选器1
    • 你是第一层的筛选器,你负责筛选掉所有能被2整除的物品,并将剩下的物品传送到下一个传送带(新的通道 ch1)。
    • 这时你发现2是一个素数,将其记录下来(打印出来)。
    • 你在开始工作之前,需要为下一个筛选器设置一个新的传送带(ch1)。
    • 工作完毕后,你告诉下一个筛选器:“这是新的传送带,继续筛选。”
  3. 第二层筛选:筛选器2
    • 第二层的筛选器接过新的传送带(ch = ch1),他负责筛选掉所有能被3整除的物品(从上一层筛选后的物品中)。
    • 他发现3是一个素数,将其记录下来(打印出来)。
    • 他也要为下一个筛选器设置一个新的传送带(ch1)。
  4. 后续层筛选
    • 每一层筛选器都会重复同样的过程,筛选出新的素数,设置新的传送带,将新传送带传给下一层筛选器。
    • 每一层的筛选器只关注从上一层传送过来的物品,并且根据当前的素数进行筛选。

总结

ch = ch1 就是把旧的传送带(旧的筛选器输出)换成新的传送带(新的筛选器输入),确保每一层的筛选器都能接收到前一层筛选后的结果,并继续筛选,直到所有需要筛选的层次都完成。这样,每一层筛选器都在其自己的传送带上工作,通过层层传递和筛选,最终得到所有的素数。

最后修改 October 10, 2024: 更新 (a4b8f85)