C#で素数判定プログラムを作成する方法を解説

数値が素数（プライムナンバー）かどうかを判定するには、ループ処理を使用します。ループの各反復処理の中でif文を用い、対象の数値を1からその数値自身まで順番に割った際の余りが0になるかどうかを確認していきます。

判定ロジックの基本

以下のコードは、1からnまでの数で順に割り算を行い、余りが0になる回数をカウントする部分です。

for (int i = 1; i <= n; i++) {
    if (n % i == 0) {
        a++;
    }
}

ここで重要なのがカウンター変数「a」の役割です。ある数値が素数である場合、その数値を割り切れる数は「1」と「その数値自身」の2つだけです。つまり、カウンターaの値が2になったとき、その数値は素数であると判定できます。逆に、aが3以上であれば1と自分自身以外にも約数が存在するため、素数ではないことがわかります。

完全なサンプルコード

それでは、数値が素数かどうかを判定する完全なプログラム例を見てみましょう。

Example

using System;
namespace Demo {
    class MyApplication {
        public static void Main() {
            int n = 17, a = 0;

            for (int i = 1; i <= n; i++) {
                if (n % i == 0) {
                    a++;
                }
            }

            if (a == 2) {
                Console.WriteLine("{0}: Prime Number", n);
            } else {
                Console.WriteLine("{0}: Not a Prime Number");
            }
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

Output

17: Prime Number

コードの解説

このプログラムでは、判定対象の数値として17を変数nに設定しています。forループにより1から17までの各数値で17を割り、余りが0になるケースをカウントします。17の場合、割り切れるのは1と17のみなので、カウンターaは2になります。その結果、「17: Prime Number」という出力が得られ、17が素数であることが確認できます。

なお、この判定方法はシンプルで理解しやすい反面、数値が大きくなると計算量が増えるという特徴があります。パフォーマンスを重視する場合は、判定対象の平方根までの数値のみを確認する方法や、エラトステネスの篩などのアルゴリズムを検討するとよいでしょう。