如何解决JavaScript堆内存不足的问题，以求得质数？

javascriptjavascript 2023-08-28 04:54:24 933
摘要： 正如“堆内存不足”错误信息所示，当任何JavaScript代码占用的内存超过分配的内存时，就会发生这种错误。当我们运行任何JavaScript程序时，计算机会为JavaScript程序分配特定的内存。当我们运行JavaScript或任何编程语言...

如何解决JavaScript堆内存不足的问题，以求得质数？

正如“堆内存不足”错误信息所示，当任何JavaScript代码占用的内存超过分配的内存时，就会发生这种错误。当我们运行任何JavaScript程序时，计算机会为JavaScript程序分配特定的内存。

当我们运行JavaScript或任何编程语言的代码时，计算机会创建一个进程并分配固定的内存。当程序需要更多的内存空间时，它会引发一个错误，例如堆内存不足。例如，如果我们创建一个大小为1020的数组，并尝试用某个值初始化每个数组索引，堆将耗尽内存并引发错误。

在本教程中，我们将学习如何在查找非常大的一组值的质因数时解决JavaScript堆内存耗尽的问题。

用户可以按照以下示例来可视化堆内存溢出错误。

示例（可视化错误）

在下面的示例中，我们创建了getPrimeFactors()函数，该函数返回任何数值的质因数。当我们传递一个小的数值（接近103）时，它运行得很完美，但是当我们传递一个大的数值（接近109）作为参数来查找质因数时，它会出现错误，并且浏览器窗口变成黑屏。

在这个例子中，由于我们使用了两个嵌套循环来遍历数组，所以会发生内存错误，程序的时间复杂度变为O(N2)，这比分配的内存更多。

<html>
<body>
   <h2>Visualizing the <i>Process out of memory</i> while finding all prime factors of a number in JavaScript </h2>
</body>
<script>
   try {
      function getPrimeFactors(num) {
         var factor = []; 
         let primes = [];
         for (let m = 2; m <= num; m++) {
            if (!factor[m]) {
               primes.push(m);
               for (let n = m << 1; n <= num; n += m) {
                  factor[n] = true;
               }
            }
         }
         return primes;
      }
      getPrimeFactors(1212121212323)
   } catch (err) {
      console.log(err.message)
   }
</script>
</html>

在上面的示例输出中，用户可以观察到堆内存溢出错误。为了摆脱这个问题，我们需要优化代码的时间和空间复杂度。

下面，我们将优化示例1中的代码的时间复杂度，以找到给定数字的所有唯一质因数。

语法

用户可以按照以下语法编写优化代码，以找到给定数值的唯一质因数。

for (let m = 2; m * m <= value; m++) {
   if (value % m === 0) {
      
      // store factor to array
      while (value % m === 0) {
         value /= m;
      }
   }
}
if (value > 2) {
   
   // store factor to array
}

在上述语法中，我们使用for循环进行迭代，直到m*m小于该值为止。这意味着我们进行迭代，直到该值的平方根大于m。

Steps

步骤 1 − 使用 for 循环进行迭代，直到值的平方根大于 m，其中 m 是 for 循环的初始化变量。

步骤 2 - 在 for 循环中，如果值可以被 m 整除，那么意味着 m 是该值的一个质因数，并将其存储在因数数组中。

步骤 3 − 在此之后，将该值除以 m，并使用 while 循环多次除以 m，如果可以多次整除。在这里，我们需要存储唯一的质因数，所以我们只在数组中存储 m 的值一次。

步骤 4 - 一旦 for 循环的所有迭代完成，检查值是否大于 2。如果是，则表示该值是最大的质因数，并将其存储在数组中。

示例（解决错误）

下面的示例使用数组来存储质因数。此外，我们已经实现了上述算法来查找质因数。

用户可以尝试找到大数值（例如1020）的唯一素因子，并查看代码是否能够输出而不出现任何错误。

<html>
<body>
   <h2>Solving the <i> Process out of memory </i> while finding all prime factors of a number in JavaScript</h2>
   <div id = "output"> </div>
</body>
<script>
   let output = document.getElementById('output');
   function getPrimeFactors(value) {
      let initial = value;
      var factors = [];
      for (let m = 2; m * m <= value; m++) {

         // if the value is divisible by m, it is a prime factor
         if (value % m === 0) {
            factors.push(m);

            // divide value by m until it is divisible
            while (value % m === 0) {
               value /= m;
            }
         }
      }

      // push largest prime factor at last
      if (value > 2) {
         factors.push(value); 
      }
      output.innerHTML += "The prime factors of " + initial + " are : " + factors + "<br/>";
   }
   getPrimeFactors(100000000002);
   getPrimeFactors(65416841658746141122);
</script>
</html>

Example

的中文翻译为：

示例

在下面的示例中，我们使用了set来存储质因数，而不是使用数组，因为我们需要获取唯一的质因数。此外，我们使用了for-of循环来打印存储在set中的所有质因数。

<html>
<body>
   <h2>Solving the <i> Process out of memory </i> while finding all prime factors of a number in JavaScript</h2>
   <div id = "output"> </div>
</body>
<script>
   let output = document.getElementById('output');
   function getPrimeFactors(value) {
      let initial = value;
      var factors = new Set();
      for (let m = 2; m * m <= value; m++) {
         if (value % m === 0) {
            factors.add(m);
            while (value % m === 0) {
               value /= m;
            }
         }
      }
      if (value > 2) {
         factors.add(value);
      }
      output.innerHTML += "The prime factors of " + initial + " are : <br/>";

      // print values of a set
      for (let fac of factors) {
         output.innerHTML += fac + "<br/>";
      }
   }
   getPrimeFactors(44352747207453165);
</script>
</html>

我们学会了在寻找数值的质因数时解决堆内存溢出错误。每当我们遇到堆内存溢出等错误时，我们需要优化我们的代码，就像我们在本教程中优化的那样。

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