欧拉函数知识点总结及代码模板及欧拉函数表
欧拉函数是少于或等于n的数中与n互质的数的数目。
欧拉函数的性质:它在整数n上的值等于对n进行素因子分解后,所有的素数幂上的欧拉函数之积。
欧拉函数的值 通式:φ(x)=x(1-1/p1)(1-1/p2)(1-1/p3)(1-1/p4)…..(1-1/pn),其中p1, p2……pn为x的所有质因数,x是不为0的整数。φ(1)=1(唯一和1互质的数(小于等 于1)就是1本身)。 (注意:每种质因数只一个。比如12=2*2*3那么φ(12)=12*(1-1/2)*(1-1/3)=4)
推论:当n为奇数时,有φ(2n)=φ(n)。
int oula(int n) { int rea=n; for(int i=2; i<=n; i++) if(n%i==0)//第一次找到的必为素因子 { rea=rea-rea/i; do n/=i;//把该素因子全部约掉 while(n%i==0); } return rea; }
这个函数的复杂度为O(n),如果n达到1000000000,肯定会超时,由于任何一个合数都至少有一个不大于根号n的素因子,所以只需遍历到根号n即可,这样复杂度降为O(√¯n)
下面是优化代码:
int oula(int n) { int rea=n; for(int i=2; i*i<=n; i++) if(n%i==0)//第一次找到的必为素因子 { rea=rea-rea/i; do n/=i;//把该素因子全部约掉 while(n%i==0); } if(n>1) rea=rea-rea/n; return rea; }
(2)素数表实现
先把50 000以内的素数用筛选法选出来并保存,以方便欧拉函数使用,这样,在不考虑筛选法的时间复杂度,而单纯看欧拉函数,其复杂度为O(x),x为O(√¯n)以内素数的个数。
bool boo[50000]; int p[20000]; void prim() { memset(boo,0,sizeof(boo)); boo[0]=boo[1]=1; int k=0; for(int i=2; i<50000; i++) { if(!boo[i]) p[k++]=i; for(int j=0; j<k&&i*p[j]<50000; j++) { boo[i*p[j]=1; if(!(i%p[j])) break; } } }//筛选法打表 int phi(int n) { int rea=n; for(int i=0; p[i]*p[i]<=n; i++)//对于一些不是素数的可不遍历 if(n%p[i]==0) { rea=rea-rea/n; do n/=p[i]; while(n%p[i]==0); } if(n>1) rea=rea-rea/n; return rea; }
(3)递推求欧拉函数
如果频繁的使用欧拉函数值,就需要预先打表,下面介绍递推求欧拉公式的方法。
可预先之所有数的欧拉函数值都为她本身,有定理可知,如果p是一个正整数且满足φ(p)=p-1;那么p是素数,在遍历过程中如果遇到欧拉函数与自身相等的情况。那么说明该数为素数,把这个数的欧拉函数值改变,同时也把能被素因子整除的数改变。
for(i=1; i<=maxn; i++) p[i]=i; for(i=2; i<=maxn; i+=2) p[i]/=2; for(i=3; i<=maxn; i+=2) if(p[i]==i) { for(j=i; j<=maxn; j+=i) p[j]=p[j]/i*(i-1); }
噶呜~附上欧拉函数表: