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数论笔记

2021-03-23 16:38:10  阅读:236  来源: 互联网

标签:约数 数论 质数 笔记 int primes 质因数 复杂度


质数

1、质数的判定:

试除法判定质数

试除法判定质数

//朴素写法,时间复杂度O(n)
bool isprime(int n){
    
    if(n<2) return false;
    
    for(int i = 2; i < n; ++ i)
        if(n % i == 0)
            return false;
    return true;
}

我们发现对于任何一个能整除n的数d,则n / d也能整除n
所以我们只需要枚举到n / d即可

//优化后代码,时间复杂度是O(根号n)
bool isprime(int n){
    
    if(n<2) return false;
    
    for(int i = 2; i <= n / i; ++ i)
        if(n % i == 0)
            return false;
    return true;
}

2、分解质因数

分解质因数

//试除法分解质因数
void divide(int n){
    
    for(int i = 2; i <= n; ++ i)
        if(n % i == 0){
            int s = 0;
            while(n % i == 0){
                n /= i;
                s ++;
            }
            cout << i << ' ' << s << endl;
        }
    puts("");
}

我们发现n中至多有一个质因数大于根号n,假设有两个质因数x、y大于根号n,那么x * y就大于n不符合条件,所以我们将这个大于根号n的质因数特判一下即可

void divide(int n){
    
    for(int i = 2; i <= n / i; ++ i)
        if(n % i == 0){
            int s = 0;
            while(n % i == 0){
                n /= i;
                s ++;
            }
            cout << i << ' ' << s << endl;
        }
    if(n > 1) cout << n << ' ' << 1 << endl;
    puts("");
}

筛法求质数

筛质数

朴素筛法:从小到大枚举,未被标记则加入质数表内,然后把它的倍数筛除

//时间复杂度O(nlogn)
void get_primes(int n)
{
    for(int i = 2; i <= n; ++ i){
        if(!st[i]) primes[cnt ++] = i;
        
        for(int j = i + i; j <= n; j += i)
            st[j] = true;
    }
}

我们发现有很多冗余,有些数被筛除了很多次,观察质数和约数的性质,我们发现每一个约数都是质数的倍数,所以我们只用筛除质数的倍数即可

//时间复杂度为O(nloglogn)
void get_primes(int n)
{
    for(int i = 2; i <= n; ++ i){
        if(!st[i]){
            primes[cnt ++] = i;
        
            for(int j = i + i; j <= n; j += i)
                st[j] = true;
        }
    }
}

线性筛法:每次只用一个数的最小质因数将这个数筛除

//时间复杂度O(n)
void get_primes(int n)
{
    for(int i = 2; i <= n; ++ i){
        if(!st[i]) primes[cnt ++] = i;
        
        for(int j = 0; primes[j] <= n / i; ++ j){
            st[primes[j] * i] = true;
            if(i % primes[j] == 0) break;
        }
    }
}

在这里插入图片描述

约数

试除法求约数

试除法求约数

和试除法判定质数相同,我们发现对于任何一个能整除n的数d,则n / d也能整除n,所以我们只用枚举到n / d,用d算出来另一个约数n / d即可

//时间复杂度O(根号n + nlogn),排序时间复杂度O(nlogn)
vector<int> get_divisors(int n){
    
    vector<int> res;
    
    for(int i=1; i<=n/i; ++i)
        if(n%i == 0){
            res.push_back(i);
            if(i != n/i) res.push_back(n/i);
        }
    sort(res.begin(), res.end());
    return res;
}

约数个数与约数之和

约数个数

约数之和

在这里插入图片描述

最大公约数

欧几里德算法

int gcd(int a, int b)
{
    return b ? gcd(b, a%b) : a;
}

在这里插入图片描述

欧拉函数

欧拉函数

筛法求欧拉函数

标签:约数,数论,质数,笔记,int,primes,质因数,复杂度
来源: https://blog.csdn.net/qq_50702668/article/details/115125964

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