Pythonで非同期処理を用いた素数リストの取得

Q.1

pythonで素数のリストを取得するスクリプトを作成して下さい。 アルゴリズムは、エラトステネスのふるいを使います。 asyncioでタイムアウトを設定し、次の素数を見つけるまでに1秒以上かかったら終了して下さい。

A.1

以下に、エラトステネスのふるいを用いて素数を見つけ、次の素数を見つけるまでに1秒以上かかったら終了するPythonスクリプトを示します。このスクリプトでは、asyncioを用いて非同期処理を行っています。

import asyncio
import time

async def sieve(n):
    primes = []
    sieve = [True] * (n+1)
    for x in range(2, n+1):
        if sieve[x]:
            primes.append(x)
            for i in range(x, n+1, x):
                sieve[i] = False
        await asyncio.sleep(0)  # Switch to other tasks if necessary
    return primes

async def main():
    n = 2
    while True:
        start = time.time()
        try:
            primes = await asyncio.wait_for(sieve(n), timeout=1.0)
            print(f"Primes up to {n}: {primes}")
            n += 1
        except asyncio.TimeoutError:
            print(f"Finding primes up to {n} took too long")
            break

asyncio.run(main())

このスクリプトは、2から始めて、素数を見つけるたびに探索範囲を1つずつ増やしています。エラトステネスのふるいを用いて素数を見つけ、それが1秒以上かかった場合には処理を終了します。

ただし、このスクリプトはあくまで例示であり、実際の使用には向かない可能性があります。エラトステネスのふるいは大きな数に対しては非常に効率が悪く、またこのスクリプトは探索範囲を1つずつ増やしているため、素数が稀になる大きな数になると1秒以上かかる可能性が高くなります。

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