问题描述:
正整数x的约数是能整除x的正整数。正整数x 的约数个数记为div(x)。例如,1,2,5,10 都是正整数10 的约数,且div(10)=4。设a 和b 是2 个正整数,a≤b,找出a和b之间约数个数最多的数x。
问题简化:
对于给定的2个正整数a≤b,编程计算a 和 b 之间约数个数最多的数。
来源:《计算机算法设计与分析(第三版)》作者:王晓东,出版社:电子工业出版社
算法一:
思想:算出每一个数的公约数个数,在此范围内一次比较,每出现一个暂时最大的值就把其赋给一个值
#include<iostream> #include<math.h> using namespace std; int getDiv(int n) //返回一个数的公约数的个数 { int sum = 0; if(n<=0) return 0; if(n==1) return 1; for(int i=1;i<=n/2;i++) //公约数只在0-n/2范围内 { if (n % i == 0) { sum++; } } return (sum+1); } int main() { int a,b; int maxdiv =1; int number=0; cin>>a>>b; for (int i = a; i <= b; i++) { if ( maxdiv < getDiv(i) ) { maxdiv = getDiv(i); number=i; } } cout<<"有最多公约数的是:"<<number<<endl<<"公约数个数是:"<<maxdiv<<endl; system("pause"); return 0; }
算法二:
原书给出的参考答案是这样的:
思想:设正整数x的质因子分解为
x=p1^N1 × p2^N2 ×……pi^Ni
则 div(x)=(N1+1)(N2+1)……(Ni+1)
下面代码我表示至今没看懂(蛋疼):
#include<iostream> using namespace std; #define max Max const long MAXP = 100000; long prim[MAXP]; long max, numb, PCOUNT; //max存放最多约数个数,numb存放约数个数最多的数 void primes(); //用筛选法产生质数存于prim数组中 void search(long from, long tot, long num, long low, long up); int main() { primes(); long l, u; cin >> l >> u; if ((l == 1) && (u == 1)) { max = 1; numb = 1; } else { max = 2; numb = l; search(1, 1, 1, l, u); } cout << max << endl << numb << endl; system("pause"); return 0; } void primes() { bool get[MAXP+1]; long i; for (i = 2; i <= MAXP; i++) get[i] = true; for (i = 2; i <= MAXP; i++) if (get[i]) { long j = i + i; while (j <= MAXP) { get[j] = false; j += i; } } long ii, j; for (ii = 2, j = 0; ii <= MAXP; ii++) if (get[ii]) prim[++j] = ii; PCOUNT = j; } // 区间[low,up]上,tot为当前约数最多个数,num为约数个数最多的数, //from表示现在是第几个质数。 void search(long from, long tot, long num, long low, long up) { if (num >= 1) if ( (tot > max) || ((tot == max) && (num < numb)) ) { max = tot; numb = num; } if ((low == up) && (low > num)) search(from, tot*2, num*low, 1, 1); for (long i = from; i <=PCOUNT; i++) { if (prim[i] > up) return; else { long j = prim[i], x = low - 1, y = up, n = num, t = tot, m = 1; while (true) { m++; t += tot; x /= j; y /= j; if (x == y) break; n *= j; search(i+1, t, n, x+1, y); } m = 1 << m; if (tot < max / m) return; } } } 总结:对于很大的数应该采用方法二才能在最短时间内解决问题。但算法二设计很强的数学基础,难于理解。
算法三:
思想:设正整数x的质因子分解为
x=p1^N1 × p2^N2 ×……pi^Ni
则 div(x)=(N1+1)(N2+1)……(Ni+1)
关键思想:任何合数都可以分解成几个质因数乘积的形式。
#include <stdio.h> #define MAXP 1000 int Count; //Count是prime数组的下标 int isPrime[MAXP],prime[MAXP]; //isPrime数组是判断一个数是不是质数,prime存放质数 void CalPrime(); int GetPrimeNum(int n); int main() { int a,b,maxNum,maxCount,i,len; CalPrime(); while (maxNum=1,maxCount=0,scanf("%d%d",&a,&b)!=EOF) { for (i=a;i<=b;i++) { len=GetPrimeNum(i); if (len>maxCount) { maxCount=len; maxNum=i; } } printf("数 %d 有 %d 个约数\n\n",maxNum,maxCount); } return 0; } void CalPrime() { int i,j; for (i=2;i<=MAXP;i++) { if (i%2==0) //偶数直接判断不是质数(2另外处理) { isPrime[i]=0; } else //奇数先假设是质数 { isPrime[i]=1; } } isPrime[2]=1; for (i=2;i<=MAXP/2;i++) { if (isPrime[i]==1) //如果一个数是奇数,那么它的倍数不是质数 { for (j=i+i;j<=MAXP;j+=i) { isPrime[j]=0; } } } Count=0; for (i=2;i<=MAXP;i++) //质数存进prime数组 { if (isPrime[i]==1) { prime[Count++]=i; } } } //获取数n的约数个数 //利用公式(每个合数可以拆分) //正整数x的质因子分解为 //x=p1^N1 × p2^N2 ×……pi^Ni (pi为质数,Ni为指数) //则 div(x)=(N1+1)(N2+1)……(Ni+1) int GetPrimeNum(int n) { int temp=n,t=0,count=1,index=0; //temp为数n的副本,t记录某个质数的指数,count为约数个数,index为质数下标 if (n==1) { return 1; } if (isPrime[n]==1) //如果是质数,返回2 { return 2; } while (prime[index]<=temp) //核心 { if (n%prime[index]==0) { t++; n/=prime[index]; } else if (t==0) { index++; } else { count*=(t+1); t=0; index++; } } return count; }
本文参考:http://apps.hi.baidu.com/share/detail/19469948