LibreOJ - 6165 欧拉筛法+最小质因子

news/2024/11/25 15:43:59/

题目:一天,szb 在上学的路上遇到了灰太狼。
灰太狼:帮我们做出这道题就放了你。
szb:什么题?
灰太狼:求一个能被 [1,n] 内所有数整除的最小数字,并对 100000007 取模。
szb:这题太水了,就让我小弟来做好了。
然后你就光荣的接受了这个任务。
Input
一行一个数 n。
Output
一行一个数 ans。

题意:求lcm(1到n),如果直接用gcd算会tle,所以此题用最小质因子;
做法:用欧拉筛法,把1到n的素数筛出来,然后如果是素数,就乘上这个素数的k次方(不大于n);

欧拉筛法:

	for(int i=2;i<=n;i++){if(!vis[i])prime[cnt++]=i;for(int j=0;j<cnt;j++){ll a=i*prime[j];if(a>n)break;vis[a]=1;if(i%prime[j]==0)break;}}

这是一种线性筛时间复杂度是O(n),因为这个算法中每个数都只会被标记一次,也就是只碰到一次,就相当于扫了一遍这个数组,故O(n);

解析

任何合数都可以表示为多个质数的乘积。(例如28,可以是2乘2乘7)首先,我们知道每个合数都有自己的最小质因子,而2到n中,要么都是素数要么都是合数,我们就可以通过某2个质因子相乘来将后面的合数标记或合数与素数相乘。

所以,这就产生了一个问题
怎么才能没有遗漏的将后面的合数标记呢?
当我们每碰到一个素数的时候,我们会先存贮起来

prime[cnt++]=i;//存下每一个素数

然后碰到一个数,就用存贮的素数来乘上这个数,标记后面的合数。

然后,这又出现了个新的问题
怎么才能不重复的标记某个合数呢?(也就是只标记一次碰到的数)
而这也正是欧拉筛法的基本思想

假如没有这行代码

if(i%prime[j]==0)break;

我们来看看数据(n=100,只罗列了一部分)
在这里插入图片描述
我们会发现当i=4时,4乘prime[1]=4乘3=12;
然后我们就会发现i=6时,12这个数就被筛了2次,
也就是说后面的数字也会多次被筛;

然后我们加上这段代码(n=100,只罗列了一部分)
在这里插入图片描述
我们发现原先重复的数据不见了,这也正是下行代码奇妙的地方;

if(i%prime[j]==0)break;

那么这行代码妙在哪里呢?首先是实现了不重复标记的思想
当i是prime[j]倍数的时候,即i=k乘prime[j];
假若我们继续运算,即 i乘prime[j+1]=k*prime[j]*prime[j+1];
这里的prime[j]<prime[j+1],所以可知prime[j]是最小质因子;
我们可以看上图i=4时,4乘prime[0]=4乘2=8,如果继续就是4乘prime[1]=12;
而12=2乘2乘3;也就是说最小质因子是2,当i=6时,6乘2=12时会重复;
所以也就是说,i乘prime[j+1]会被未来的k*prime[j]筛去,故break;
在这里插入图片描述

具体代码

#include<cstdio>
#include<cstring>
using namespace std;
typedef long long ll;
const int maxn=1e8+7;
bool vis[maxn];
int prime[5800000];
int main()
{ll n,cnt=0,ans=1;scanf("%lld",&n);for(int i=2;i<=n;i++){if(!vis[i]){prime[cnt++]=i;for(ll s=i;s<=n;s*=i)ans=ans*i%maxn;}for(int j=0;j<cnt;j++){ll a=i*prime[j];if(a>n)break;vis[a]=1;if(i%prime[j]==0)break;}}printf("%lld\n",ans);return 0;
}

http://www.ppmy.cn/news/507310.html

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