首先介绍下欧拉函数的定义:
欧拉函数,又称为“φ函数”,表示小于等于n的正整数中有多少个与n互质。记做φ(n)。
Java中计算欧拉函数的代码如下(假设要计算的数为n):
public static int eulerFunction(int n) {
int res = n;
for (int i = 2; i * i <= n; i++) {
if (n % i == 0) {
res = res / i * (i - 1);
while (n % i == 0) {
n /= i;
}
}
}
if (n > 1) {
res = res / n * (n - 1);
}
return res;
}
这段代码中,我们需要对n的每个质因数i进行操作,res就是最终结果,初始值为n本身,然后对于每个i:
- 如果i是n的质因数,我们需要将res除以i,然后乘上i-1,这是因为对于每个i,该质因数与n的其他质因数都互斥,我们只需要将互斥的质因数个数乘起来即可。同时,我们需要将n变为n/i的值,因为我们已经统计了i这个质因数。
- 如果i不是n的质因数,我们什么都不用做,继续找下一个质因数。
最后,如果n最终仍然大于1,由于n是质因数,所以直接将res除以n,然后乘上n-1即可。
示例1:计算n为10的欧拉函数,即φ(10)。
用上面的代码进行计算,得到res的初始值为10。然后我们发现2是10的一个质因数,于是执行如下操作:
res = res / 2 * (2 - 1); // res变为5
n = 10 / 2; // n变为5
接着我们发现3不是10的质因数,继续往下找,发现5是10的质因数,于是执行如下操作:
res = res / 5 * (5 - 1); // res变为4
n = 5 / 5; // n变为1
此时n已经为1了,循环结束,最终结果为4,即φ(10)=4。
示例2:计算n为21的欧拉函数,即φ(21)。
用上面的代码进行计算,得到res的初始值为21。然后我们发现2不是21的质因数,于是继续往下找,发现3是21的一个质因数,于是执行如下操作:
res = res / 3 * (3 - 1); // res变为12
n = 21 / 3; // n变为7
此时7不是完全平方数,继续往下找,发现7是21的一个质因数,于是执行如下操作:
res = res / 7 * (7 - 1); // res变为6
n = 7 / 7; // n变为1
此时n已经为1了,循环结束,最终结果为6,即φ(21)=6。
希望上面的解释能够帮到你。
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