今天来玩玩筛
英文:Sieve
有什么筛?
这里介绍:素数筛,欧拉筛,莫比乌斯筛,约数个数筛
为什么要用筛?
顾名思义,筛就是要漏掉没用的,留下有用的。最终筛出来1~n的数的一些信息。
为什么要用线性筛?
考虑最基础的线性筛素数,是O(n)的。
而一般的做法是:
1.对于每个m暴力枚举1~sqrt(m)看能否被整除。O(nsqrt(n))
2.对于每个找到的素数,用它去将所有它的倍数的数都干掉。O(nlogn)
但是,即使是第二种,也有一个log
这是因为一个合数会被它的所有质因子筛一次。要重复质因子个数次,除第一次之外都没用。
所以用线性筛
线性筛原理:
一个算法,使得每个合数只被它的最小质因子筛一次。
怎么保证呢?
素数线性筛:
先看代码:
#include<bits/stdc++.h> using namespace std; const int N=10000000+10; int ps[N],cnt; bool v[N]; int n,m; void sieve(){ for(int i=2;i<=n;i++){ if(v[i]==0){ ps[++cnt]=i; } for(int j=1;j<=cnt;j++){ if(i*ps[j]>n) break; v[i*ps[j]]=1; if(i%ps[j]==0) break; } } } int main() { scanf("%d%d",&n,&m); sieve(); v[1]=1; int t; for(int i=1;i<=m;i++){ scanf("%d",&t); if(v[t]) printf("No\n"); else puts("Yes"); } return 0; }
看不懂...................
解释:
对于一个质数,之前没有被标记。肯定只会有一次查到。把它记录到素数集合里去。
然后,不论这个数是否为质数,都将已有的质数从1~cnt循环一遍,把所有的i*ps[j]标记。
当i*ps>n break,可以理解。
当i%ps==0 break.???
这个时候,ps和i不互质了,而ps第一次整除i,所以ps就是i的最小质因数。叫他ps0
而之后,ps更大,ps*i的最小质因数就不是ps了。因为i里有ps0,这个合数就等着以后i更大了,通过ps0筛掉。
ps再大,后面的ps*i的最小质因数都不是ps,所以之前直接break掉就好。
由于每个合数只会被i*ps的形式找到一次。而内层循环每一次都对应一个将v[ps*i]=1的操作。
所以内层循环均摊O(1),总共O(n)
完毕。
欧拉线性筛:
代码:fai(i) 1~i中和i互质的数的个数。
可以容斥推出公式:假设:i=p1^q1*p2^q2*....pn^qn
那么,fai(i)=p1^(q1-1)*(p1-1) * p2^(q2-1)*(p2-1) * ......pn^(qn-1) * (pn-1)
证明不是本篇想讲的。
void sieve(){ for(int i=2;i<=n;i++){ if(v[i]==0){ fai[i]=i-1; pri[++cnt]=i; } for(int j=1;j<=cnt;j++){ if(i*pri[j]>n) break; v[i*pri[j]]=1; if(i%pri[j]==0) { fai[i*pri[j]]=fai[i]*pri[j];break; } else{ fai[i*pri[j]]=fai[i]*(pri[j]-1); } } } }
并不想从积性函数性质入手解释。
显然的,当处理到fai[i]的时候,i的值应该就知道了。i是质数就现成赋值。
考虑公式。
当i%ps==0 时,i的质因子中有ps,那么i*ps的质因子ps的次数就大于一,那么,就是fai[i]*ps了
否则,i*ps 的 ps的次数就是1,那么,ps^(1-1)*(ps-1)=(ps-1) 所以是fai[i]*(ps-1)
之后的各种操作基于线性筛的要求和特质。(即每个数只被它的最小质因子筛一次)
例题:SDOI2008 仪仗队
原文地址:https://www.cnblogs.com/Miracevin/p/9251873.html