数论(三)——约数(约数个数,约数和,公约数)

数论(三)——约数(约数个数,约数和,公约数)

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试除法求约数求约数个数约数之和欧几里得算法

试除法求约数

试除法求一个数的所有约数,思路与判断质数的思路一样,优化的方法也是一样的,这里就不再赘述,没有看过我之前关于质数的博客可以点这里。 从小到大枚举所有约数,但是我们只需要枚举每一对儿中较小的一个就可以了。 时间复杂度:O(sqrt(n))

vector get_divisors(int n)

{

vector res; //vector数组存储一个数的所有约数

for(int i = 1; i <= n/i; i ++ )

{

if(n % i == 0)

{

res.push_back(i);

if(n/i != i) res.push_back(n/i);

}

}

sort(res.begin(),res.end()); //排序

return res;

}

求约数个数

基于算数基本定理 约数个数定理 定理证明 也可点击👉:约数个数定理 注:int范围内约数个数最多的一个数,它的约数是1500个左右。

例 给定 n 个正整数 ai,请你输出这些数的乘积的约数个数,答案对 109+7 取模。

#include

#include

#include

using namespace std;

typedef long long LL;

const int mod = 1e9 + 7;

int main()

{

int n;

cin >> n;

unordered_map primes; //用hash表存储所有的底数和指数

while(n -- )

{

int x;

cin >> x;

for(int i = 2; i <= x/i ; i ++ )

while(x % i == 0)

{

x /= i;

primes[i] ++ ; //i这个质因数的指数+1

//primes的下标是质数,存的值是这个质数的指数

}

if(x > 1) primes[x] ++; //x是大于的sqrt(x)约数

}

LL res = 1;

for(auto prime : primes)

res = res*(prime.second + 1) % mod;

cout << res;

return 0;

}

约数之和

约数和定理 对于一个大于1正整数n可以分解质因数:n=p1a1×p2a2×p3a3×…×pkak, 则由约数个数定理可知n的正约数有(a₁+1)(a₂+1)(a₃+1)…(ak+1)个, 那么n的(a₁+1)(a₂+1)(a₃+1)…(ak+1)个正约数的和为 f(n)=(p10+p11+p12+…p1a1)(p20+p21+p22+…p2a2)…(pk0+pk1+pk2+…pkak)

证明 证明:若n可以分解质因数:n=p1a1×p2a2×p3a3×…×pkak, 可知p1a1的约数有:p10, p11, p12…p1a1 … 同理可知,pkak的约数有:pk^0, pk^1, pk2…pkak^ ; 实际上n的约数是在p1a1、p2a2、…、pkak每一个的约数中分别挑一个相乘得来, 可知共有(a₁+1)(a₂+1)(a₃+1)…(ak+1)种挑法,即约数的个数。 由乘法原理可知它们的和为 f(n)=(p10+p11+p12+…p1a1)(p20+p21+p22+…p2a2)…(pk0+pk1+pk2+…pkak)

也可以点击👉:约数和定理 例 给定 n 个正整数 ai,请你输出这些数的乘积的约数之和,答案对 109+7 取模。 思路:同样,先分解质因数,带入上面约数和的公式即可。

#include

#include

#include

using namespace std;

typedef long long LL;

const int mod = 1e9 + 7;

int main()

{

int n;

cin >> n;

unordered_map primes; //用hash表存储所有的底数和指数

while(n -- )

{

int x;

cin >> x;

for(int i = 2; i <= x/i ; i ++ )

while(x % i == 0)

{

x /= i;

primes[i] ++ ; //i这个质因数的指数+1

//primes的下标是质数,存的值是这个质数的指数

}

if(x > 1) primes[x] ++; //x是大于的sqrt(x)约数

}

LL res = 1;

for(auto prime : primes)

{

int p = prime.first; //质数的底数

int a = prime.second; //质数的指数

LL t = 1;

while(a -- ) t = (t * p + 1) % mod;

res = res * t % mod;

}

cout << res << endl;

return 0;

}

注 while(a- -) t=(t*p+1)%mod; 循环第一次:t=p+1 循环第二次:t=p2+p+1 循环第三次:t=p3+p2+p+1 … 循环第a次:t=p0+p1+p2+…pa 当然这只是算出了(p10+p11+p12+…p1a1),我们还要算p2、p3、…、pk并相乘

欧几里得算法

欧几里得算法,即辗转相除法,是指用于计算两个非负整数a,b的最大公约数。应用领域有数学和计算机两个方面。计算公式gcd(a,b) = gcd(b,a mod b)。 核心原理:gcd(a,b) = gcd(b,a mod b) 一个基本的性质:d | a,d | b,d | (a+b),d | (ax + by) (d能整除a,d能整除b,那么d就能整除a+b,也能整除a的若干倍+b的若干倍)

int gcd(int a,int b)

{

return b ? gcd(b,a % b) : a;

}

b不为0时,最大公约数是gcd(b, a mod b) b为0时,最大公约数就是a(0可以整除任何数)

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