ACM模板——欧拉函数(PHI)

简介: ACM模板——欧拉函数(PHI)

直接单独求解

φ(n) = n * (1-1/p1) * (1-1/p2)....(1-1/pk),其中 p1、p2…pk 为 n 的所有素因子

比如:φ(12) = 12 * (1-1/2) * (1-1/3) = 4。

int euler(int x)
{
    int rs=x,a=x;
    for(int i=2; i*i<=a; i++)
        if(a%i==0) // 最开始先 a%i == 0 进去马上执行 rs 操作,是因为确保了 i 肯定是素数
        {
            rs=rs/i*(i-1); // 先进行除法是为了防止中间数据的溢出
            while(a%i==0) a/=i; // 确保下一个 i 是素数
        }
    if(a>1) rs=rs/a*(a-1);
    return rs;
}

筛法欧拉函数

在“直接单独求解”思想的基础上,可以用类似求素数的筛法。

先筛出 n 以内的所有素数,再以素数筛每个数的 φ 值。

比如:求 10 以内所有数的 φ 值:

设一数组 phi[11],赋初值 phi[1]=1,phi[2]=2...phi[10]=10;

然后从 2 开始循环,把 2 的倍数的 φ 值 *(1-1/2),则 phi[2]=2*1/2=1, phi[4]=4*1/2=2, phi[6]=6*1/2=3....;

再是 3,3 的倍数的 φ 值 *(1-1/3),则 phi[3]=3*2/3=2, phi[6]=3*2/3=2, phi[9]=.....;

再5,再7...因为对每个素数都进行如此操作,因此任何一个 n 都得到了 φ(n) = n * (1-1/p1) * (1-1/p2)....(1-1/pk) 的运算。

const int maxn=100;
int phi[maxn+5];
void euler()
{
    for(int i=1;i<=maxn;i++) phi[i]=i;
    for(int i=2;i<=maxn;i+=2) phi[i]/=2;
    for(int i=3;i<=maxn;i+=2)
        if(phi[i]==i) // 保证了此时的 i 一定是第一次使用,避免重复 *(1-1/pi)
            for(int j=i;j<maxn;j+=i)
                phi[j]=phi[j]/i*(i-1); // 先进行除法是为了防止中间数据的溢出
}
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