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Add math.integer.isprime() and math.integer.primes()

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extension-modules type-feature
主要言語
Python
スター
77.2k
フォーク
35.9k
PR マージ指標
PR 指標を取得中

説明

Feature or enhancement

Add prime-number functions to the math.integer module:

  • isprime(n, /) -- return True if n is a prime number, False
    otherwise.
  • primes(start=2, stop=None) -- return an iterator of the prime
    numbers p with start <= p < stop, in increasing order. If stop
    is None (the default), the iteration does not stop.

The arguments must be less than 2**64; larger values raise
OverflowError.

>>> import math.integer
>>> math.integer.isprime(2**61 - 1)
True
>>> math.integer.isprime(561)
False
>>> list(math.integer.primes(stop=30))
[2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29]
>>> from itertools import islice
>>> list(islice(math.integer.primes(10**18), 3))
[1000000000000000003, 1000000000000000009, 1000000000000000031]

isprime() uses the deterministic Miller-Rabin test ({2, 7, 61} below
4759123141, Jim Sinclair's seven bases up to 2**64, verified against
the Feitsma-Galway exhaustive list of base-2 strong pseudoprimes), so
the result is always exact. The implementation is small and
self-contained: modular arithmetic on C uint64_t, about a microsecond
for the hardest inputs. primes() tests each candidate with the same
code, so it works for unbounded iteration and for ranges with an
arbitrary large start, with O(1) memory.

Primality testing is one of the most commonly reimplemented number
routines, and hand-written versions are often subtly wrong (trial
division stopping too early, Miller-Rabin with an insufficient base
set) or quadratically slow. PEP 791 explicitly deferred primality
testing out of the initial scope of the module; this proposes it as the
first extension.

Support for larger integers (e.g. a Baillie-PSW implementation in
_pylong.py, following the precedent of other huge-int algorithms
there) can be added later: raising OverflowError now makes that a
backward compatible extension.

Previously discussed in gh-57812 (closed in 2011 with a suggestion to
publish on PyPI; predates the math.integer module).

Linked PRs
  • gh-153224

コントリビューションガイド

コントリビューションガイドを開く

はじめの一歩

  1. issue を最後まで読み、次にプロジェクトのコントリビューションガイドを読みます。
  2. 着手することを issue にコメントします — 二人が同じ作業をするのを防げます。
  3. リポジトリをフォークし、ブランチを切って変更します。
  4. issue 番号を参照したプルリクエストを送ります。

調査の方向性

まず math.integer モジュールのエントリポイントと、リンクされている PR gh-153224 を確認してください。この issue には、提案されている API、境界、例、アルゴリズムの要件が記載されています。完了条件は、ドキュメントに記載された入力、制限、イテレータのセマンティクスに対して、isprime() と primes() を正確な動作で実装し、テストすることです。

索引モデルが issue の本文から書いたものです。

評価

技術スタック
c, python
領域
backend
issue の種類
機能追加
難易度
5/5
見積もり時間
1週間以上
活発さ
停滞
明瞭さ
明確に書かれている
初心者へのやさしさ
25/100

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