数学知识:欧拉函数

简介: 复习acwing算法基础课的内容,本篇为讲解数学知识:欧拉函数,关于时间复杂度:目前博主不太会计算,先鸽了,日后一定补上。

文章目录

前言

一、欧拉函数,欧拉定理

二、例题,代码

AcWing 873. 欧拉函数

AC代码

AcWing 874. 筛法求欧拉函数

本题解析

AC代码

三、时间复杂度


前言

复习acwing算法基础课的内容,本篇为讲解数学知识欧拉函数,关于时间复杂度:目前博主不太会计算,先鸽了,日后一定补上。


一、欧拉函数,欧拉定理

欧拉函数的公式:

首先我们把一个数分解质因子,分解的方法见数学知识:质数,把一个数化成如下图形式:

image.png

计算欧拉函数:

image.png

对于上图的推导:建议百度(面向百度编程

欧拉定理:如果ab是互质的那么一定有:

image.png

对于上图的推导:建议百度(面向百度编程

特殊的,当b为质数的时候有:

image.png

上图中的式子也被称为费马定理.

二、例题,代码

AcWing 873. 欧拉函数

本题链接:AcWing 873. 欧拉函数

本博客提供本题截图:

image.png

AC代码

#include <iostream>
using namespace std;
int phi(int x)
{
    int res = x;
    for (int i = 2; i <= x / i; i ++ )
        if (x % i == 0)
        {
            res = res / i * (i - 1);
            while (x % i == 0) x /= i;
        }
    if (x > 1) res = res / x * (x - 1);
    return res;
}
int main()
{
    int n;
    cin >> n;
    while (n -- )
    {
        int x;
        cin >> x;
        cout << phi(x) << endl;
    }
    return 0;
}

AcWing 874. 筛法求欧拉函数

本题链接:AcWing 874. 筛法求欧拉函数

本博客提供本题截图:

image.png

本题解析

本题核心为:如果数k是质数,那么这个数的欧拉函数为k - 1,如果不是质数的话,满足:

int t = primes[j] * i;
if (i % primes[j] == 0)
  euler[t] = euler[i] * primes[j];
euler[t] = euler[i] * (primes[j] - 1);

AC代码

#include <iostream>
using namespace std;
typedef long long LL;
const int N = 1000010;
int primes[N], cnt;
int euler[N];
bool st[N];
void get_eulers(int n)
{
    euler[1] = 1;
    for (int i = 2; i <= n; i ++ )
    {
        if (!st[i])
        {
            primes[cnt ++ ] = i;
            euler[i] = i - 1;
        }
        for (int j = 0; primes[j] <= n / i; j ++ )
        {
            int t = primes[j] * i;
            st[t] = true;
            if (i % primes[j] == 0)
            {
                euler[t] = euler[i] * primes[j];
                break;
            }
            euler[t] = euler[i] * (primes[j] - 1);
        }
    }
}
int main()
{
    int n;
    cin >> n;
    get_eulers(n);
    LL res = 0;
    for (int i = 1; i <= n; i ++ ) res += euler[i];
    cout << res << endl;
    return 0;
}

三、时间复杂度

关于欧拉函数各步操作的时间复杂度以及证明,后续会给出详细的说明以及证明过程,目前先鸽了。


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