求小于等于 n 且与 n 互质的数的个数
互质穷举法
- 互质:两个数互质代表两者最大公约数为 1
- 最大公约数求法:辗转相除法,最小公倍数:较大值除以最大公约数乘以较小值
-
辗转相除法:
- 较大的数 a 取模较小的数 b,得取模值 c
- 若取模值等于 0 则最大公约数为取模值,否则持续下一步
-
a 与 c 再次取模,回到第二步
// 求最大公约数 gcd 以及最大公倍数 lcm // 36 24 36/24 // 24 12 24/12 // 0 完结最大公约数为 12 // 求最小公倍数 // lcm(a, b) = (a * b)/gcd(a, b) public static int gcd(int a, int b){ //a>=b // 辗转相除法 if (b==0){return a;} return gcd(b,a%b); }
- 穷举到 n,一一判断该数与 n 的最大公约数是否为 1,即是否为互质
论断:能够实现,但工夫复杂度太高
采取欧拉函数进行求取
在数论,对正整数 n,欧拉函数是小于等于 n 的正整数中与 n 互质的数的数目.
n 为正整数 n,p1、p2 ……pn 为正整数 n 的质因数
n 的质因数:既是 n 的因数,又是质数的数
计算方法:
$$
\phi (n) = n \times (\frac{p_1-1}{p_1})\times (\frac{p_2-1}{p_2})\cdots\times (\frac{p_n-1}{p_n})
$$
例:
$$
\phi (10) = 10 \times \frac{1}{2}\times \frac{4}{5} = 4
$$
-
质数的求法:因数只有 1 和其自身
-
单个质数 n 的判断
顺次判断 2 到 的数被 n 取模的值是否等于零,存在任意一个即不为质数
当 p 大于 时,代表数 p 肯定能够失去一个小于 的数和一个大于 的成对因数,不为质数
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从 2 到 n 的质数的判断
非穷举,穷举工夫复杂度为 O(n),应用素数筛法为 O()
为保障效率,质数为 false,合数为 true
- 标记 2 到 n 的数都为质数,为 false,布尔数组默认值为 false,无需再一一标记
- 从 2 开始标记数,找到第一个为 false 的数 p
-
标记数 p 的倍数为合数,即为 true,倍数标记从 p p 开始,直至数 p 等于,完结标记
起因:
p 的倍数的因数必有 p,不合乎质数条件,每次从 pp 开始标记是因为 p - 1 的局部曾经进行了标记,不再反复标记,
-
4) 使得下一个数 p 为未被标记为合数的数,即数值仍为 333333false 的数,反复第三步
5) 将标记为 false 的,即为质数的全副输入
- 采取素数筛法求取质数时,可将倍数标记的操作批改为乘以(1-1/p),使得每一个数都能乘以其质因数
-
顺次存入数组中,最初对立顺次输入后果。
public static int f1(int n){ int res = n; for (int i = 2;i*i<=n;i++){if (n % i==0){res = res / i*(i-1);//res/i while (n % i == 0){n/=i;} } } if (n>1){res = res/n*(n-1); } return res; } // 区间内欧拉函数取值 public static int[] f2(int n){int[] count = new int[n+1]; for (int i = 1;i <= n;i++){count[i]=i; } for (int i =2 ;i <= n;i++){if (count[i] == i){for (int j = i;j <= n;j+=i){count[j] = count[j]/i*(i-1); } } } return count; }
知识点:
- 最大公约数、最小公倍数
- 繁多质数判断
- 质数筛法:埃氏筛法
- 欧拉函数