问题 C: 质因数的个数

时间限制 : 1.000 sec  内存限制 : 32 MB
 

题目描述

求正整数N(N>1)的质因数的个数。
相同的质因数需要重复计算。如120=2*2*2*3*5,共有5个质因数。

输入

可能有多组测试数据,每组测试数据的输入是一个正整数N,(1<N<10^9)。

输出

对于每组数据,输出N的质因数的个数。

样例输入 Copy

<span style="color:#333333"><span style="color:#333333">120
200</span></span>

样例输出 Copy

<span style="color:#333333"><span style="color:#333333">5
5</span></span>

提示

注意1不是N的质因数;若N为质数,NN的质因数。

 质因子问题要知道这个结论

#include <iostream>
#include <math.h>
/* run this program using the console pauser or add your own getch, system("pause") or input loop */
using namespace std;
const int maxn = 100005;
int p[maxn], cnt = 0;
int isprime(int x) {
	if(x == 1) return 0;
	int sqr = sqrt(x);
	for(int i = 2; i <= sqr; i++) {
		if(x % i == 0) return 0;
	}
	return 1;
}
int findprime() {
	for(int i = 2; i <= maxn; i++) {
		if(isprime(i)) {
			p[cnt++] = i;
		}
	}
}
int main(int argc, char** argv) {
	findprime();
	int n;
	while(cin >> n) {
		int num = 0, sqr = sqrt(1.0 * n);
		for(int i = 0; i < cnt && p[i] <= sqr; i++) {
			if(n % p[i] == 0) {
				while(n % p[i] == 0) {
					num++;
					n /= p[i];
				}
			}

			if(n == 1) break;
		}
		if(n != 1) num++;
		cout << num << endl;
	}
	return 0;
}

 

<think>我们之前讨论了如何求一个数的因子之和(不包括自身)。现在用户转向质因数的表示方法。根据引用[1],质因数是指一个数因数中为质数的部分。在C语言中,我们通常不直接“表示”质因数,而是通过分解质因数来获取一个数的所有质因数。 用户问:“我想了解在C语言中质因数的表示方法” 实际上,C语言并没有直接提供表示质因数的数据类型。通常,我们通过以下方式处理质因数: 1. 用整型变量存储质因数(因为质因数都是整数) 2. 用数组或链表来存储一个数的所有质因数(因为一个数可能有多个质因数) 3. 用结构体或两个数组(一个存储质因数,一个存储对应指数)来表示质因数分解的结果 因此,我们可以通过编写分解质因数的程序来展示如何获取和存储质因数。 以下是一个简单的C语言程序,用于分解质因数,并将质因数及其指数打印出来: 思路: 1. 从最小的质数2开始,逐个判断该质数是否能整除输入的数。 2. 若能整除,则记录这个质数,并计算它被整除的次数(指数)。 3. 重复这个过程,直到被除数变为1。 代码示例: ```c #include <stdio.h> int main() { int n; printf("输入一个正整数: "); scanf("%d", &n); printf("%d = ", n); // 处理1的特殊情况 if (n == 1) { printf("1"); } else { // 从2开始尝试质因数 int factor = 2; int first = 1; // 用于标记是否是第一个因子(控制乘号打印) while (factor * factor <= n) { // 只需要检查到sqrt(n) if (n % factor == 0) { int count = 0; while (n % factor == 0) { count++; n /= factor; } // 打印因子和指数 if (first) { first = 0; } else { printf(" * "); } if (count == 1) { printf("%d", factor); } else { printf("%d^%d", factor, count); } } factor++; } // 如果最后n>1,说明剩下的n也是一个质因数 if (n > 1) { if (first) { printf("%d", n); } else { printf(" * %d", n); } } } printf("\n"); return 0; } ``` 这个程序分解质因数并打印出质因数分解的表达式。例如,输入28,输出: $28 = 2^2 * 7$。 说明: - 使用一个循环从2开始递增,测试每个数是否为n的因子。 - 当找到一个因子时,通过while循环计算该因子重复整除n的次数(即指数)。 - 注意,因子一定是质数。因为当我们将n中所有的因子factor(从2开始)都除尽后,后续的因子就不可能是合数,因为合数本身是由更小的质因数组成的,而这些小的质因数已经被除尽了。 - 当因子大于$\sqrt{n}$时,如果n还没有被除到1,那么剩下的n一定是一个质数(因为如果它是合数,它应该有小于等于$\sqrt{n}$的因子,但已经被除尽了)。 因此,在程序中,我们只需要遍历到$\sqrt{n}$(即循环条件`factor*factor<=n`),然后检查剩下的n是否大于1,如果大于1,则这个n就是最后一个质因数。 引用[1]中提到的质因数的定义:如果一个数因数是质数,那么这个因数就是它的质因数。而分解质因数就是将一个合数分解为若干个质因数相乘的形式[^1]。 另外,引用[2]中提到了一种更高效的计算质因数指数的方法(例如在计算阶乘的质因数分解时),但这里我们只需基本的分解方法。 用户可能还想知道如何存储这些质因数,以便后续使用。我们可以用两个数组来分别存储质因数和对应的指数。例如: ```c // 假设最多有20个不同的质因数 int factors[20]; int exponents[20]; int count = 0; // 记录质因数个数 // 分解过程 int temp = n; for (int factor = 2; factor * factor <= temp; factor++) { if (temp % factor == 0) { factors[count] = factor; exponents[count] = 0; while (temp % factor == 0) { exponents[count]++; temp /= factor; } count++; } } if (temp > 1) { factors[count] = temp; exponents[count] = 1; count++; } ``` 这样,我们就将质因数分解的结果存储在数组中了。 总结:在C语言中,质因数通常用整数变量表示,而多个质因数则用数组或结构体来存储。分解质因数的过程就是不断用质数去试除的过程。 根据要求,生成相关问题: §§相关问题§§ 1. 如何判断一个数是否是质数? 2. 分解质因数的时间复杂度是多少?如何优化? 3. 如何计算阶乘的质因数分解(如引用[2]所述)? 4. 如何使用质因数分解求两个数的最大公约数? </think>### C语言中质因数的表示方法 在C语言中,质因数通常通过以下方式表示: 1. **整型变量存储质因数**:每个质因数用`int`存储 2. **数组存储所有质因数**:使用整型数组保存分解结果 3. **结构体表示分解式**: ```c typedef struct { int factor; // 质因数 int power; // 指数 } PrimeFactor; ``` #### 质因数分解实现示例 ```c #include <stdio.h> void prime_factorization(int n) { printf("%d = ", n); if (n <= 1) { printf("%d", n); return; } for (int factor = 2; factor * factor <= n; factor++) { while (n % factor == 0) { printf("%d", factor); n /= factor; if (n > 1) printf("×"); } } if (n > 1) printf("%d", n); // 处理最后的质因数 } int main() { int num = 84; prime_factorization(num); // 输出:84=2×2×3×7 return 0; } ``` #### 关键原理 1. **质因数定义**:若整数$p$是数$n$的因数且$p$是质数,则$p$是$n$的质因数[^1] 2. **分解定理**:任何整数$n>1$可唯一表示为: $$n = p_1^{k_1} \times p_2^{k_2} \times \cdots \times p_m^{k_m}$$ 其中$p_i$是质数,$k_i$是指数 3. **算法优化**: - 只需检查到$\sqrt{n}$(`factor*factor <= n`) - 时间复杂度:$O(\sqrt{n})$ #### 阶乘的质因数分解(引用[2]的应用) 计算$n!$中质因数$p$的指数: ```c int count_prime_power(int n, int p) { int count = 0; while (n) { n /= p; // 计算p的倍数个数 count += n; // 累加指数 } return count; } ``` 原理:$n!$中$p$的指数 = $\lfloor n/p \rfloor + \lfloor n/p^2 \rfloor + \lfloor n/p^3 \rfloor + \cdots$[^2]
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值