代码功能:
这段代码实现了计算从1到n的所有正整数的约数和之和,并提供了两种不同的解法。
变量解释:
函数解释:
算法复杂度:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 | /**************************************************************** * Description: 2023CSP_S_R2 * Author: Alex Li * Date: 2024-06-04 09:31:04 * LastEditTime: 2024-09-12 22:46:55 ****************************************************************/ #include <iostream> #include <cmath> #include <vector> #include <algorithm> using namespace std; long long solve1(int n) { vector<bool> p(n + 1, true); //判断是否为素数,true为素数 vector<long long> f(n + 1, 0), g(n + 1, 0); f[1] = 1; //埃氏筛法找素数 for (int i = 2; i * i <= n; i++) { if (p[i]) { vector<int> d; //在d里存i的幂次,如果i=2 d中就是2,4,8... for (int k = i; k <= n; k *= i)d.push_back(k); //把d中的数反转 reverse(d.begin(), d.end()); for (int k : d) { //遍历向量 d 中的每个元素 k for (int j = k; j <= n; j += k) {// 从 k 开始,步长为 k,遍历 j if (p[j]) {// 如果 p[j] 为 true p[j] = false; // 将 p[j] 设为 false,表示 j 不是素数 f[j] = i; //j的最小质因子i g[j] = k; //最小质因子的最大幂次 } } } } } //大于sqrt(n)的部分,如果是i质数,把相应的f和g数组填满 for (int i = sqrt(n) + 1; i <= n; i++) { if (p[i]) { f[i] = i; g[i] = i; } } long long sum = 1; // 初始化总和为1(即f[1]) /* sum求所有数字i的约数和f[i]的和, 比如2的约数有1,2,之和是3,4的约数有1,2,4,约数和是7 从2~10的约数和分别是3 4 7 6 12 8 15 13 18 sum=1+f[2]+...f[n]=87 */ for (int i = 2; i <= n; i++) { f[i] = f[i / g[i]] * (g[i] * f[i] - 1) / (f[i] - 1); sum += f[i]; } return sum; } // 直接枚举法计算每个数的约数之和 long long solve2(int n) { long long sum = 0; // 对于每个数i,累加i的所有倍数 for (int i = 1; i <= n; i++) { sum += i * (n / i);// i是n/i个数的约数 } return sum; } int main() { int n; cin >> n; cout << solve1(n) << endl; cout << solve2(n) << endl; return 0; } |
当n=10时:
下面给出 递推之后 的 f[i] = f[i / g[i]] * (g[i] * f[i] - 1) / (f[i] - 1);
(约数和)表,
递推得到。
(取 n=10)——这里 p
是「旧的 f[i]
= 最小质因子」,g
是该质因子的最高幂 pap^a,t=i/g
,而 f[t]
指已经算好的 σ(t)。基例:f[1]=σ(1)=1。
i | 旧 f[i]=p | g=p^a | t=i/g | f[t]=σ(t) | 因子 (g⋅p−1)/(p−1) | 新 f[i]=σ(i) = f[t]×因子 |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | – | – | – | – | – | 1 |
2 | 2 | 2 | 1 | 1 | (2·2−1)/(2−1)=3 | 1×3 = 3 |
3 | 3 | 3 | 1 | 1 | (3·3−1)/(3−1)=8/2=4 | 1×4 = 4 |
4 | 2 | 4 | 1 | 1 | (4·2−1)/(2−1)=7 | 1×7 = 7 |
5 | 5 | 5 | 1 | 1 | (5·5−1)/(5−1)=24/4=6 | 1×6 = 6 |
6 | 2 | 2 | 3 | 4 | (2·2−1)/(2−1)=3 | 4×3 = 12 |
7 | 7 | 7 | 1 | 1 | (7·7−1)/(7−1)=48/6=8 | 1×8 = 8 |
8 | 2 | 8 | 1 | 1 | (8·2−1)/(2−1)=15 | 1×15 = 15 |
9 | 3 | 9 | 1 | 1 | (9·3−1)/(3−1)=26/2=13 | 1×13 = 13 |
10 | 2 | 2 | 5 | 6 | (2·2−1)/(2−1)=3 | 6×3 = 18 |
所以最终:
f[i]
(递推后)= [_, 1, 3, 4, 7, 6, 12, 8, 15, 13, 18](下标 1..10)用 solve2
校验:sum = 10+10+9+8+10+6+7+8+9+10 = 87