有效地获得给定数字的所有除数

时间:2014-11-05 09:42:10

标签: c++ algorithm math factorization

根据这个post,我们可以通过以下代码获得数字的所有除数。

for (int i = 1; i <= num; ++i){
    if (num % i == 0)
        cout << i << endl;
}

例如,数字24的除数为1 2 3 4 6 8 12 24

搜索了一些相关帖子后,我找不到任何好的解决方案。有没有有效的方法来实现这一目标?

我的解决方案:

  1. 通过此solution找到给定数字的所有素数因子。
  2. 获取这些主要因素的所有可能组合。
  3. 然而,它似乎不是一个好的。

14 个答案:

答案 0 :(得分:75)

因素是配对的。 1242123846

您的算法的改进可能是迭代到num的平方根,而不是一直到num,然后使用num / i计算配对因子。

答案 1 :(得分:27)

你应该检查直到num的平方根为sqrt(num)* sqrt(num)= num:

这些方面的东西:

int square_root = (int) sqrt(num) + 1;
for (int i = 1; i < square_root; i++) { 
    if (num % i == 0&&i*i!=num)
        cout << i << num/i << endl;
    if (num % i == 0&&i*i==num)
        cout << i << '\n';
}

答案 2 :(得分:13)

目前在科学中已知的算法复杂度(具有多项式复杂度的算法)意义上没有有效的方法。因此,迭代直到已经建议的平方根大多和你一样好。

主要是因为这一点,目前使用的密码学的很大一部分是基于这样的假设:计算任何给定整数的素数因子分解是非常耗时的。

答案 3 :(得分:7)

这是我的代码:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <cmath>

using namespace std;

#define pii pair<int, int>

#define MAX 46656
#define LMT 216
#define LEN 4830
#define RNG 100032

unsigned base[MAX / 64], segment[RNG / 64], primes[LEN];

#define sq(x) ((x)*(x))
#define mset(x,v) memset(x,v,sizeof(x))
#define chkC(x,n) (x[n>>6]&(1<<((n>>1)&31)))
#define setC(x,n) (x[n>>6]|=(1<<((n>>1)&31)))

// http://zobayer.blogspot.com/2009/09/segmented-sieve.html
void sieve()
{
    unsigned i, j, k;
    for (i = 3; i<LMT; i += 2)
        if (!chkC(base, i))
            for (j = i*i, k = i << 1; j<MAX; j += k)
                setC(base, j);
    primes[0] = 2;
    for (i = 3, j = 1; i<MAX; i += 2)
        if (!chkC(base, i))
            primes[j++] = i;
}


//http://www.geeksforgeeks.org/print-all-prime-factors-of-a-given-number/
vector <pii> factors;
void primeFactors(int num)
{
    int expo = 0;   
    for (int i = 0; primes[i] <= sqrt(num); i++)
    {
        expo = 0;
        int prime = primes[i];
        while (num % prime == 0){
            expo++;
            num = num / prime;
        }
        if (expo>0)
            factors.push_back(make_pair(prime, expo));
    }

    if ( num >= 2)
        factors.push_back(make_pair(num, 1));

}

vector <int> divisors;
void setDivisors(int n, int i) {
    int j, x, k;
    for (j = i; j<factors.size(); j++) {
        x = factors[j].first * n;
        for (k = 0; k<factors[j].second; k++) {
            divisors.push_back(x);
            setDivisors(x, j + 1);
            x *= factors[j].first;
        }
    }
}

int main() {

    sieve();
    int n, x, i; 
    cin >> n;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        cin >> x;
        primeFactors(x);
        setDivisors(1, 0);
        divisors.push_back(1);
        sort(divisors.begin(), divisors.end());
        cout << divisors.size() << "\n";
        for (int j = 0; j < divisors.size(); j++) {
            cout << divisors[j] << " "; 
        }
        cout << "\n";
        divisors.clear();
        factors.clear();
    }
}

第一部分,sieve()用于查找素数并将它们放在primes []数组中。点击链接查找有关该代码的更多信息(按位筛选)。

第二部分primeFactors(x)将整数(x)作为输入,找出其素因子和相应的指数,并将它们放在向量因子[]中。例如,primeFactors(12)将以这种方式填充因子[]:

factors[0].first=2, factors[0].second=2
factors[1].first=3, factors[1].second=1

为12 = 2 ^ 2 * 3 ^ 1

第三部分setDivisors()以递归方式调用自身来计算x的所有除数,使用向量因子[]并将它们放在向量除数[]中。

它可以计算任何适合int的数的除数。它也很快。

答案 4 :(得分:5)

存在很多好的解决方案来找到所有不太大数的素因子。我只想指出,一旦你拥有它们,就不需要计算来获得所有因素。

如果N = p_1^{a}*p_{2}^{b}*p_{3}^{c}.....

然后因子的数量明显(a+1)(b+1)(c+1)....,因为每个因素都可以直到 a 次。

e.g。 12 = 2^2*3^1因此它有3*2 = 6个因素。 1,2,3,4,6,12

==

我原本以为你只想要不同因素的数量。但同样的逻辑适用。您只需迭代与指数的可能组合相对应的数字集。

所以上面的例子:

00
01
10
11
20
21

为您提供6因素。

答案 5 :(得分:1)

如果您希望按排序顺序打印所有除数

int i;
for(i=1;i*i<n;i++){             /*print all the divisors from 1(inclusive) to
    if(n%i==0){                   √n (exclusive) */   
        cout<<i<<" ";
    }
}
for( ;i>=1;i--){                /*print all the divisors from √n(inclusive) to
  if(n%i==0){                     n (inclusive)*/   
      cout<<(n/i)<<" ";
  }
}

如果除数可以按任意顺序打印

for(int j=1;j*j<=n;j++){
    if(n%j==0){
        cout<<j<<" ";
        if(j!=(n/j))
           cout<<(n/j)<<" ";
    }
}

两种方法的复杂度都是 O(√n)

答案 6 :(得分:0)

//Try this,it can find divisors of verrrrrrrrrry big numbers (pretty efficiently :-))
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cmath>
#include<vector>
#include<conio.h>

using namespace std;

vector<double> D;

void divs(double N);
double mod(double &n1, double &n2);
void push(double N);
void show();

int main()
{
    double N; 
    cout << "\n Enter number: "; cin >> N;

    divs(N); // find and push divisors to D

    cout << "\n Divisors of "<<N<<": "; show(); // show contents of D (all divisors of N)

_getch(); // used visual studio, if it isn't supported replace it by "getch();"
return(0);
}

void divs(double N)
{
    for (double i = 1; i <= sqrt(N); ++i)
    {
        if (!mod(N, i)) { push(i); if(i*i!=N) push(N / i); }
    }
}

double mod(double &n1, double &n2)
{
    return(((n1/n2)-floor(n1/n2))*n2);
}

void push(double N)
{
    double s = 1, e = D.size(), m = floor((s + e) / 2);
    while (s <= e)
    {   
        if (N==D[m-1]) { return; }
        else if (N > D[m-1]) { s = m + 1; }
        else { e = m - 1; }
        m = floor((s + e) / 2);
    }
    D.insert(D.begin() + m, N);
}

void show()
{
    for (double i = 0; i < D.size(); ++i) cout << D[i] << " ";
}

答案 7 :(得分:0)

int result_num;
bool flag;

cout << "Number          Divisors\n";

for (int number = 1; number <= 35; number++)
{
    flag = false;
    cout << setw(3) << number << setw(14);

    for (int i = 1; i <= number; i++) 
    {
        result_num = number % i;

        if (result_num == 0 && flag == true)
        {
            cout << "," << i;
        }

        if (result_num == 0 && flag == false)
        {
            cout << i;
        }

        flag = true;
    }

    cout << endl;   
}
cout << "Press enter to continue.....";
cin.ignore();
return 0;
}

答案 8 :(得分:0)

这是this方法的Java实现:

public static int countAllFactors(int num)
{
    TreeSet<Integer> tree_set = new TreeSet<Integer>();
    for (int i = 1; i * i <= num; i+=1)
    {
        if (num % i == 0)
        {
            tree_set.add(i);
            tree_set.add(num / i);
        }
    }
    System.out.print(tree_set);
    return tree_set.size();
}

答案 9 :(得分:0)

for (int i = 1; i*i <= num; ++i)
{
    if (num % i == 0)
    cout << i << endl;
    if (num/i!=i)
    cout << num/i << endl;
}

答案 10 :(得分:0)

//DIVISORS IN TIME COMPLEXITY sqrt(n)

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

#define ll long long

int main()
{
    ll int n;
    cin >> n;

    for(ll i = 2;  i <= sqrt(n); i++)
    {
        if (n%i==0)
        {
            if (n/i!=i)
                cout << i << endl << n/i<< endl;
            else
                cout << i << endl;
        }
    }
}

答案 11 :(得分:0)

#include<bits/stdc++.h> 
using namespace std;
typedef long long int ll;
#define MOD 1000000007
#define fo(i,k,n) for(int i=k;i<=n;++i)
#define endl '\n'
ll etf[1000001];
ll spf[1000001];
void sieve(){
    ll i,j;
    for(i=0;i<=1000000;i++) {etf[i]=i;spf[i]=i;}
    for(i=2;i<=1000000;i++){
        if(etf[i]==i){
            for(j=i;j<=1000000;j+=i){
                etf[j]/=i;
                etf[j]*=(i-1);
                if(spf[j]==j)spf[j]=i;
            }
        }
    }
}
void primefacto(ll n,vector<pair<ll,ll>>& vec){
    ll lastprime = 1,k=0;
    while(n>1){
        if(lastprime!=spf[n])vec.push_back(make_pair(spf[n],0));
        vec[vec.size()-1].second++;
        lastprime=spf[n];
        n/=spf[n];
    }
}
void divisors(vector<pair<ll,ll>>& vec,ll idx,vector<ll>& divs,ll num){
    if(idx==vec.size()){
        divs.push_back(num);
        return;
    }
    for(ll i=0;i<=vec[idx].second;i++){
        divisors(vec,idx+1,divs,num*pow(vec[idx].first,i));
    }
}
void solve(){
    ll n;
    cin>>n;
    vector<pair<ll,ll>> vec;
    primefacto(n,vec);
    vector<ll> divs;
    divisors(vec,0,divs,1);
    for(auto it=divs.begin();it!=divs.end();it++){
        cout<<*it<<endl;
    }
}
int main(){
    ios_base::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(0);cout.tie(0);
    sieve();
    ll t;cin>>t;
    while(t--) solve();
    return 0;
}

答案 12 :(得分:0)

我们可以使用改进的筛法来获取 [1, N-1] 范围内所有数字的所有因子。

month

时间复杂度是O(N * log(N))作为谐波级数的和1 + 1/2 + 1/3 + ... + 1/N< /em> 可以近似为 log(N)

关于时间复杂度的更多信息:https://math.stackexchange.com/a/3367064

PS:通常在编程问题中,任务将包括多个查询,其中每个查询代表不同的数字,因此一次预先计算范围内所有数字的除数将是有益的,因为查找需要 O(1) 时间案例。

答案 13 :(得分:-2)

for( int i = 1; i * i <= num; i++ )
{
/* upto sqrt is because every divisor after sqrt
    is also found when the number is divided by i.
   EXAMPLE like if number is 90 when it is divided by 5
    then you can also see that 90/5 = 18
    where 18 also divides the number.
   But when number is a perfect square
    then num / i == i therefore only i is the factor
*/