尤拉函式線性篩法詳解
阿新 • • 發佈:2018-12-06
該演算法在可線上性時間內篩素數的同時求出所有數的尤拉函式。
需要用到如下性質(p為質數):
1. phi(p)=p-1 因為質數p除了1以外的因數只有p,故1至p的整數只有p與p不互質
2. 如果i mod p = 0, 那麼phi(i * p)=p * phi(i) 證明如下
(上述證明存在bug。。感謝@PrimaryOIer指教)
上面的過程證明了從區間[1,i]->[i+1,i+i],若整數n不與i互質,n+i依然與i不互質。下面給出另一個證明:若整數n與i互質,n+i與i依然互質
3.若i mod p ≠0, 那麼phi(i * p)=phi(i) * (p-1)
i mod p 不為0且p為質數, 所以i與p互質, 那麼根據尤拉函式的積性phi(i * p)=phi(i) * phi(p) 其中phi(p)=p-1即第一條性質
#include<iostream> #include<cstdio> #define N 40000 using namespace std; int n; int phi[N+10],prime[N+10],tot,ans; bool mark[N+10]; void getphi() { int i,j; phi[1]=1; for(i=2;i<=N;i++)//相當於分解質因式的逆過程 { if(!mark[i]) { prime[++tot]=i;//篩素數的時候首先會判斷i是否是素數。 phi[i]=i-1;//當 i 是素數時 phi[i]=i-1 } for(j=1;j<=tot;j++) { if(i*prime[j]>N) break; mark[i*prime[j]]=1;//確定i*prime[j]不是素數 if(i%prime[j]==0)//接著我們會看prime[j]是否是i的約數 { phi[i*prime[j]]=phi[i]*prime[j];break; } else phi[i*prime[j]]=phi[i]*(prime[j]-1);//其實這裡prime[j]-1就是phi[prime[j]],利用了尤拉函式的積性 } } } int main() { getphi(); }