反素数ant

本文介绍了一种算法,用于找出不超过给定数N的最大反质数。反质数是一种特殊的正整数,其约数个数超过所有比它小的正整数。文章通过数论的结论和深度搜索算法,结合剪枝优化,有效地解决了这一问题。

问题 B: 反素数ant

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题目描述

对于任何正整数x,其约数的个数记作g(x)。例如g(1)=1、g(6)=4。如果某个正整数x满足:g(x)>g(i) 0<i<x,则称x为反质数。例如,整数1,2,4,6等都是反质数。现在给定一个数N,你能求出不超过N的最大的反质数么?

 

输入

一个数N(1<=N<=2,000,000,000)。

 

输出

不超过N的最大的反素数。

 

样例输入

1000

 

样例输出

840

 

[提交][状态]

首先,需要知道几个数论的结论(省略了证明)

1.每个大于1的自然数均可写为质数的,而且这些素因子按大小排列之后,写法仅有一种方式。即n = P1^a1 * P2^a2 * …………* (P1 < P2 < ……Pn) (算数基本定理)

2.一个数的因子个数=(a1+1)*(a2+1)*……*(an+1)

3.较小的指数个数一定小于较大的,即a1>=a2>=……>=an

4.一个2000000000以内的数字不会有超过12个素因子

然后进行深搜,加一个剪枝

代码:

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int maxx=1e5+100;
const int INF=1e9;
const int MOD=1e9+7;
typedef long long ll;
int prime[20]={2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37};
ll n;
ll ans=1,num=1; //ans为最大数,num为最大数的约数个数
void dfs(int dep,ll now,ll cnt,int limit) // dep为第几个素数,now为当前数,cnt为当前约数个数,limit为最多搜索次数
{
    if(now>n)  return ;
    if(cnt>num){    //约数个数大于num
        ans=now;
        num=cnt;
    }
    if(cnt==num && now<ans)  //约数个数相等但当前数小于ans
        ans=now;
    if(dep>11)  return ;
    ll k=now;
    for(int i=1; i<=limit; i++){
        if(k*prime[dep]>n) break;
        k=k*prime[dep];
        dfs(dep+1,k,cnt*(i+1),i);
    }
}
int main()
{
    cin>>n;
    dfs(0,1,1,30);
    cout<<ans<<endl;
    return 0;
}


 

### 素数的概念 素数Antiprime 或 Highly Composite Number)是指一种特殊的正整数,其因数的数量比任何小于它的正整数都要多。换句话说,在一定范围内,素数具有最多的因子数量。 例如,前几个素数为:1, 2, 4, 6, 12, 24, 36, 48 等。其中,1 的因子有 1;2 的因子有 1 和 2;4 的因子有 1、2 和 4;而 6 则拥有更多的因子组合 {1, 2, 3, 6}[^1]。 --- ### Python 中的实现方法 以下是基于定义的一个简单的 Python 实现方案: #### 方法描述 为了找到某个范围内的所有素数,可以采用如下策略: 1. 遍历给定区间中的每一个数字; 2. 对于每个数字计算其因子个数; 3. 如果当前数字的因子个数大于之前记录的最大因子个数,则更新最大值并标记该数字为新的素数。 下面是具体的代码实现: ```python def count_factors(n): """ 计算 n 的因子个数 """ factor_count = 0 sqrt_n = int(n ** 0.5) for i in range(1, sqrt_n + 1): if n % i == 0: factor_count += 2 # 成对计数 (i 和 n//i) if sqrt_n * sqrt_n == n: # 若存在完全平方根则只应加一次 factor_count -= 1 return factor_count def find_antiprimes(limit): """ 找到指定范围 limit 内的所有素数 """ max_factor_count = 0 antiprimes = [] for num in range(1, limit + 1): current_factor_count = count_factors(num) if current_factor_count > max_factor_count: max_factor_count = current_factor_count antiprimes.append(num) # 更新素数列表 return antiprimes if __name__ == "__main__": upper_limit = int(input("请输入要查找素数的上限:")) result = find_antiprimes(upper_limit) print(f"{upper_limit} 范围内的素数为:{result}") ``` 此程序通过 `count_factors` 函数逐一遍历候选数值,并统计它们各自的因子数目。当发现某新数值具备更多因子时即认定它是下一个素数。 --- ### 进一步优化方向 尽管上述基本算法能够解决问题,但在处理较大输入数据时效率较低。因此可考虑引入更高效的数学模型或者动态规划技术来加速运算过程。比如预先构建质因数分解表从而快速推导任意整数可能拥有的全部约数集合等等。 ---
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