使用 BigINtegers 的并行 for 循环

Question

所以我正在开发一个程序来分解给定的数字。您在命令行中编写一个数字，它会为您提供所有因素。现在，按顺序执行此操作非常慢。因为它只使用一个线程，如果我没记错的话。现在，我想用Parallel.For 来做这件事，它只对整数有效，所以想用 BigIntegers 试试

这里是正常代码：

public static void Factor(BigInteger f)
        {
            for(BigInteger i = 1; i <= f; i++)
            {
                if (f % i == 0)
                {
                    Console.WriteLine("{0} is a factor of {1}", i, f);
                }
            }
        }

上面的代码应该很容易理解。但正如我所说，这对于大数字来说非常慢（超过 10 亿它开始变得不切实际），这是我的并行代码：

public static void ParallelFacotr(BigInteger d)
        {
            Parallel.For<BigInteger>(0, d, new ParallelOptions() { MaxDegreeOfParallelism = Environment.ProcessorCount }, i =>
            {
                try
                {
                    if (d % i == 0)
                    {
                        Console.WriteLine("{0} is a factor of {1}", i, d);
                    }
                }
                catch (DivideByZeroException)
                {
                    Console.WriteLine("Done!");
                    Console.ReadKey();
                    Launcher.Main();
                }

            });
        }

现在，上面的代码（并行代码）可以很好地处理整数（int），但速度非常快。它在 2 秒内分解了 1000.000.000。所以我想为什么不尝试使用更大的整数。而且，我认为将<Biginteger> 放在parallel.for 之后就可以了。但事实并非如此。那么，您如何在 for 循环中并行处理 bigintegers 呢？我已经尝试了一个以 bigInteger 作为参数的常规并行循环，但是它给出了一个错误，说它不能从 BigInteger 转换为 int。那你呢

Answer 1

首先提高您的算法效率。

虽然可以使用 BigInteger，但您不会使用 CPU ALU 算术逻辑来解决硬件中的任意大数字逻辑，因此它会明显变慢。因此，除非您需要大于 9 quintillion 或恰好 9,223,372,036,854,775,807 的数字，否则您可以使用类型 long。

第二件事是你不需要遍历所有元素，因为它需要是多个元素，所以你可以减少

for(BigInteger i = 1; i <= f; i++)
for(long i = 1; i <= Math.Sqrt(f); i++)

这意味着您不需要迭代超过 1000000000 个项目，而是迭代 31623 个项目。

此外，如果您仍打算使用 BigInt，请检查参数：

应该是

Parallel.For(
   0,
   (int)d,
   () => BigInteger.Zero,
   (x, state, subTotal) => subTotal + BigInteger.One,

---

只是为了琐事。一些编程语言在解决问题方面比其他语言更有效，在这种情况下，有一种语言 Wolfram（以前的 Mathematica）解决问题更简单，前提是你知道自己在做什么。

但是他们确实有谷歌替代品，可以直接回答你，并且它有一个不错的人工智能，可以处理你的自然语言，尽可能地给你一个准确的答案。

所以找到数字的因数很容易：

Factor[9223372036854775809]

或者使用web api https://www.wolframalpha.com/input/?i=factor+9223372036854775809

您也可以从 C# 调用 Wolfram 内核，但须遵守条款和条件。