使用Python计算素数的平方和
在这篇文章中，我们将逐步实现一个 Python 程序，来计算一定范围内的素数的平方和。对于刚入行的小白来说，理解流程和每一步的代码是非常重要的。我们将从流程概述到代码实现，带领你完成这个任务。
流程概述
我们将整个程序的流程分为以下几个步骤：
| 步骤 | 描述 |
|---|---|
| 1 | 定义一个函数来检测素数 |
| 2 | 创建一个列表存储素数 |
| 3 | 计算素数的平方并累计 |
| 4 | 输出结果 |
1. 定义一个函数来检测素数
首先，我们需要一个函数来判断一个数是否为素数。素数是指只能被 1 和它本身整除的自然数。
def is_prime(n):
"""判断一个数是否是素数"""
if n <= 1:
return False
for i in range(2, int(n**0.5) + 1):
if n % i == 0:
return False
return True
2. 创建一个列表存储素数
接下来，我们需要在一个特定范围内找出所有的素数，并将它们存储在一个列表中。
def get_primes(limit):
"""获取指定范围内的所有素数"""
primes = []
for num in range(2, limit + 1):
if is_prime(num):
primes.append(num)
return primes
3. 计算素数的平方并累计
现在我们可以遍历素数列表，计算每个素数的平方，并将它们累加。
def sum_of_squares(primes):
"""计算素数的平方和"""
return sum(p**2 for p in primes)
4. 输出结果
最后，我们可以将结果打印出来，并把这些步骤整合在一个主函数中。
def main(limit):
"""主函数：计算并输出素数平方和"""
primes = get_primes(limit)
total = sum_of_squares(primes)
print(f"在 1 到 {limit} 范围内的素数平方和是: {total}")
# 调用主函数
main(100)
类图展示
下面是用 Mermaid 语法绘制的类图，展示了我们程序中的各个主要部分。
classDiagram
class PrimeCalculator {
+is_prime(n)
+get_primes(limit)
+sum_of_squares(primes)
+main(limit)
}
饼状图展示
为了更好地理解素数的分布，我们可以创建一个饼状图展示素数和非素数的比例。
pie
title 素数与非素数比例
"素数": 25
"非素数": 75
结尾
通过以上步骤，我们实现了一个计算素数平方和的 Python 程序。在这个过程中，我们学习了如何判断素数、如何生成素数列表以及如何进行平方和的计算。这些基础知识将帮助你在编程的道路上走得更远。希望这篇文章对你有所帮助，鼓励你继续探索更多的编程技巧与工具。
