一个数的因子个数 (多种时间复杂度)

本文介绍了两种不同的时间复杂度为O(n)的算法来求解一个数的因子个数。第一种是朴素算法,遍历1到sqrt(n),第二种算法同样遍历但注意到n/i也是因子。此外,还提及了素因子分解定理在计算因子个数中的应用。

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1. O(n) 朴素算法

typedef long long ll;

ll factor(ll n)
{
    ll ans=0;
    for(int i=1;i<=n;i++) // 遍历1 到 n 的每一个数
    {
        if(n%i==0)
        {
            ans++;
         }
    }
    return ans;
}

2. O( n \sqrt n n ) 算法

只需遍历 1到sqrt(n) 原因是
若i为约数,则n / i也为约数
计算 40 的因子个数为 8

分别是 1 2 4 5 8 10 20 40

观察规律 可发现
1 2 4 5 ( 4 0 \sqrt 40 4 0) 8 10 20 40

4 0 \sqrt 40 4

### C语言中质因子分解的时间复杂度分析 对于C语言中的质因子分解,存在多种方法来实现这目标。每种方法具有不同的时间复杂度。 #### 使用试除法进行质因子分解 种常见的策略是从最小的素开始尝试去除给定整\( n \),直到无法再除去为止。这种方法适用于较小值范围内的输入据。当处理较大值时,则可以采用更高效的算法如Pollard Rho快速因分解[^2]。 在最坏情况下(即测试对象是个大合),此过程涉及遍历所有小于等于\(\sqrt{n}\) 的可能因子。因此,在这种情形下,基本试除法的时间复杂度大约为 \(O(\sqrt{n})\) [^4]。 ```cpp void factorize(int num){ for (int d = 2; d * d <= num; ++d){ while(num % d == 0){ printf("%d ", d); num /= d; } } if(num > 1) printf("%d",num); // 处理剩余的大于 sqrt(n) 的唯因子 } ``` #### 利用预计算的最小质因子组加速质因子分解 为了提高效率并减少重复工作量,可以通过预先构建个记录各位置上最小质因子信息的据结构来进行优化。具体来说就是利用欧拉筛找到每个数对应的最小质因子,并将其存储起来供后续查询使用。这样做的好处在于能够显著降低单次解所需消耗的时间资源,使得整体性能达到接近线性的水平——即平均情况下的时间复杂度约为 \(O(\log n)\)[^3]。 ```cpp const int N = 1e6 + 7; bool is_prime[N]; int min_factor[N]; // 初始化函用于填充min_factor[] 组 void init(){ memset(is_prime,true,sizeof(is_prime)); for(long long i=2;i<N;++i){ if(!is_prime[i]) continue; min_factor[i]=i; for(long long j=i*i;j<N;j+=i){ is_prime[j]=false; if(min_factor[j]==0) min_factor[j]=i; } } } // 实际执行质因子分解操作 vector<int> factors(int n){ vector<int> res; while(n!=1 && n>=N){ res.push_back(min_factor[n]); n/=min_factor[n]; } if(n>1&&n<N)res.push_back(n); sort(res.begin(),res.end()); return res; } ``` 综上所述,基于不同场景和技术手段的选择,可以在C语言环境中有效地完成质因子分解任务,并获得较为满意的运行速度表现。
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