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(hdu step 7.2.1)The Euler function(欧拉函数模板题——求phi[a]到phi[b]的和)
题目:
The Euler function |
Time Limit: 2000/1000 MS (Java/Others) Memory Limit: 32768/32768 K (Java/Others) |
Total Submission(s): 166 Accepted Submission(s): 96 |
Problem Description The Euler function phi is an important kind of function in number theory, (n) represents the amount of the numbers which are smaller than n and coprime to n, and this function has a lot of beautiful characteristics. Here comes a very easy question: suppose you are given a, b, try to calculate (a)+ (a+1)+....+ (b) |
Input There are several test cases. Each line has two integers a, b (2<a<b<3000000). |
Output Output the result of (a)+ (a+1)+....+ (b) |
Sample Input 3 100 |
Sample Output 3042 |
Source 2009 Multi-University Training Contest 1 - Host by TJU |
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题目分析:
欧拉函数,简单题。
直接暴力这道题就能过。。。。下面简介一下欧拉函数的一些知识。
1、定义:对于正整数n,φ(n)是小于或等于n的正整数中,与n互质的数的数目。
比如:φ(8)=4。由于1。3,5,7均和8互质。
2、性质:1)若p是质数。φ(p)= p-1.
2)若n是质数p的k次幂,φ(n)=(p-1)*p^(k-1)。由于除了p的倍数都与n互质
3)欧拉函数是积性函数,若m,n互质,φ(mn)= φ(m)φ(n).
依据这3条性质我们就能够推出一个整数的欧拉函数的公式。由于一个数总能够写成一些质数的乘积的形式。
E(k)=(p1-1)(p2-1)...(pi-1)*(p1^(a1-1))(p2^(a2-1))...(pi^(ai-1))
= k*(p1-1)(p2-1)...(pi-1)/(p1*p2*...*pi)
= k*(1-1/p1)*(1-1/p2)...(1-1/pk)
在程序中利用欧拉函数例如以下性质,能够高速求出欧拉函数的值(a为N的质因素)
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);
代码例如以下:
/* * a1.cpp * * Created on: 2015年3月19日 * Author: Administrator */ #include <iostream> #include <cstdio> using namespace std; const int maxn = 3000001; int phi[maxn]; /** * 初始化欧拉数组. * phi[8]: 表示从1~8与8互质的元素的个数 * */ void prepare(){ int i; for(i = 1 ; i < maxn ; ++i){ phi[i] = i; } int j; for(i = 2 ; i < maxn ; ++i){ if(phi[i] == i){ for(j = i ; j < maxn ; j += i){ phi[j] = phi[j]/i*(i-1); } } } } int main(){ prepare(); int a,b; while(scanf("%d%d",&a,&b)!=EOF){ long long ans = 0; int i; for(i = a ; i <= b ; ++i){//暴力求phi[a]到phi[b]之间的和 ans += phi[i]; } printf("%lld\n",ans); } return 0; }
下面贴一个TLE了的版本号:
TLE的原因非常仅仅管,由于每次算phi[i],它都掉了一次phi()。运算量太大。
/* * POJ_2407.cpp * * Created on: 2013年11月19日 * Author: Administrator */ #include <iostream> #include <cstdio> #include <cstring> using namespace std; typedef long long ll; const int maxn = 1000015; bool u[maxn]; ll su[maxn]; ll num; ll gcd(ll a, ll b) { if (b == 0) { return a; } return gcd(b, a % b); } void prepare() {//欧拉筛法产生素数表 ll i, j; memset(u, true, sizeof(u)); for (i = 2; i <= 1000010; ++i) { if (u[i]) { su[++num] = i; } for (j = 1; j <= num; ++j) { if (i * su[j] > 1000010) { break; } u[i * su[j]] = false; if (i % su[j] == 0) { break; } } } } ll phi(ll x) {//欧拉函数,用于求[1,x)中与x互质的整数的个数 ll ans = 1; int i, j, k; for (i = 1; i <= num; ++i) { if (x % su[i] == 0) { j = 0; while (x % su[i] == 0) { ++j; x /= su[i]; } for (k = 1; k < j; ++k) { ans = ans * su[i] % 1000000007ll; } ans = ans * (su[i] - 1) % 1000000007ll; if (x == 1) { break; } } } if (x > 1) { ans = ans * (x - 1) % 1000000007ll; } return ans; } int main(){ prepare(); long long a; long long b; while(scanf("%lld%lld",&a,&b)!=EOF){ long long ans = 0; long long i; for(i = a ; i <= b ; ++i){ ans += phi(i); } printf("%lld\n",ans); } return 0; }
(hdu step 7.2.1)The Euler function(欧拉函数模板题——求phi[a]到phi[b]的和)
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