• 【数学基础】【欧拉函数解析模板】【欧拉筛法实现求1~n】【求某个数字n】


    先明确欧拉函数:计算任意给定的正整数n,在小于等于n的正整数中和n构成互质关系的正整数个数,比如φ(8) = 4,因为1,3,5,7都与8互质

    性质1:n=1时,φ(1) = 1;

    性质2:如果n是质数,那么φ(n) = n-1,因为质数与小于它的每一个数都构成质数关系

    性质3:如果 n = p^k(p为质数,k>=1),则满足以下公式,比如 φ(8) = φ(2^3) =2^3 - 2^2 = 8 -4 = 4。当一个数不包含质数p,才可能与n互质,而包含质数p的数一共有p^(k-1)个,即1×p、2×p、3×p、…、p^(k-1)×p,把它们去除,剩下的就是与n互质的数。

    第二种情况可以看成k=1的特解。

    性质4:如果n可以分解成两个互质整数的乘积,n = p1 × p2,则φ(n) = φ(p1p2) = φ(p1)φ(p2),比如φ(56)=φ(8×7)=φ(8)×φ(7)=4×6=24

    性质5:由可以得到

    推论:对于互质的数p、n,满足p^(φ(n)+1) ≡ p (mod n)

     欧拉公式的延伸:小于n 与n互质的数的和 是euler(n)*n/2

    求某个数字n的欧拉函数值:时间复杂度O(n*n)

    int getphi(int n)
    {
        int i,ans;
        ans = m = n;
        for(i = 2; i*i <= m; i ++)
        {
            if(n%i == 0)
            {
                ans = ans/i*(i-1);
                while(n%i == 0)
                    n/=i;
            }
        }
        if(n > 1)
            ans = ans/n*(n-1);
        return ans;
    }

     欧拉筛法求1~n的欧拉函数值:时间复杂度O(n)


    void euler()
    {
    ans = 0;
    memset(book,0,sizeof(book));
    p[1] = 1;
    int i,j;
    for(i = 2; i <= n; i ++)
    {
    if(!book[i])
    {
    prime[ans++] = i;
    p[i] = i-1;//性质2的应用 
    }
    for(j = 0; j < ans&&i*prime[j] < n; j ++)
    {
    book[i*prime[j]] = 1;
    if(i%prime[j] == 0)//如果i和它的最小质数构成互质关系 
    {
    p[i*prime[j]] = p[i]*p[prime[j]];//性质4和性质5的应用 
    break;
    }
    else
    p[i*prime[j]] = p[i]*(p[prime[j]]-1);//性质2和性质4的应用 
    }
    }
    return;
    }
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