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欧拉函数(详解)

2024-07-16 15:04| 来源: 网络整理| 查看: 265

欧拉函数:对正整数n,欧拉函数是少于或等于n的数中与n互质的数的数目。例如euler(8)=4,因为1,3,5,7均和8互质。 Euler函数表达通式:euler(x)=x(1-1/p1)(1-1/p2)(1-1/p3)(1-1/p4)…(1-1/pn),其中p1,p2……pn为x的所有素因数,x是不为0的整数。euler(1)=1(唯一和1互质的数就是1本身)。 欧拉公式的延伸:一个数的所有质因子之和是euler(n)*n/2。 欧拉定理:对于互质的正整数a和n,有aφ(n) ≡ 1 mod n。 欧拉函数是积性函数——若m,n互质,φ(mn)=φ(m)φ(n)。 若n是质数p的k次幂,φ(n)=pk-p(k-1)=(p-1)p^(k-1),因为除了p的倍数外,其他数都跟n互质。 特殊性质:当n为奇数时,φ(2n)=φ(n) 欧拉函数还有这样的性质: 设a为N的质因数,若(N % a == 0 && (N / a) % a == 0) 则有E(N)=E(N / a) * a;若(N % a == 0 && (N / a) % a != 0) 则有:E(N) = E(N / a) * (a - 1)。 那么如何变成实现欧拉函数呢?下面通过两种不同的方法来实现。第一种方法是直接根据定义来实现,同时第一种方法也是第二种筛法的基础,当好好理解。 可以得到关于欧拉函数的递推关系: 假设素数p能整除n,那么 如果p还能整除n / p, PHI(n) = PHI(n / p) * p; 如果p不能整除n / p, PHI(n) = PHI(n / p) * (p - 1);

由对于一个正整数N的素数幂分解N=P1q1*P2q2…Pn^qn. φ(N)=N(1-1/P1)(1-1/P2)…*(1-1/Pn).* 可以写出以下代码:

直观代码: int euler(int n){ //返回euler(n) int res=n,a=n; for(int i=2;i*i //因为 1-1/p = (p-1)/p . res=res/i*(i-1);//先进行除法是为了防止中间数据的溢出 a/=i; } } if(a>1) res=res/a*(a-1); return res; }

但是当求一个区间内的时候上面的方法就不行了,那么我们可以类比以下求素数的优化方法,可不可以用筛法呢?答案是可以!

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

代码:

筛法求欧拉函数: //筛选法打欧拉函数表 #define Max 1000001 int euler[Max]; void Init(){ euler[1]=1; for(int i=2;i if (!phi[i]) for (int j = i; j


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