保研机试训练Day-18

欧拉函数 && 快速幂

Posted by Jeffzzc on April 10, 2025

数论

欧拉函数

给定 n 个正整数 ai,请你求出每个数的欧拉函数。

#include<iostream>
#include<cmath>
#include<algorithm>
using namespace std;

int main(){
    int n;
    cin >> n;
  
    while(n--){
        int a;
        cin >> a;
  
        int res = a;
        for(int i = 2;i <= a/i;i++){
            if(a % i == 0){
                res = res / i * (i-1);
                while(a % i == 0) a/=i;
            }
        }
        if(a > 1) res = res / a * (a-1);
  
        cout << res << endl;
    }
    return 0;
}

筛法求欧拉函数

给定一个正整数 n,求 1n 中每个数的欧拉函数之和。

#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;
const int N = 1000010;
int n;
int phi[N],primes[N],cnt;
bool st[N];
typedef long long ll;
ll ans;
ll get_eulers(int n){
    phi[1] = 1;
    for(int i=2;i<=n;i++){
        if(!st[i]){
            primes[cnt++] = i;
            phi[i] = i - 1;
        }
        for(int j=0;primes[j]<=n/i;j++){
            st[primes[j] * i] = true;
            if(i % primes[j] == 0){
                phi[primes[j] * i] = phi[i] * primes[j];
                break;
            }
            phi[primes[j] * i] = phi[i] * (primes[j] - 1);
        }
    }
    for(int i=1;i<=n;i++){
        ans += phi[i];
    }
    return ans;
}
int main(){
    cin >> n;
    cout << get_eulers(n) << endl;
    return 0;
}

约数之和

给定 n 个正整数 ai,请你输出这些数的乘积的约数之和,答案对 10^9+7 取模。

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<unordered_map>
#include<cmath>
using namespace std;

typedef long long ll;
const int mod = 1e9+7;

int main(){
    int n;
    cin>>n;
    unordered_map<int,int> primes;
  
    while(n--){
        int x;
        cin>>x;
  
        for(int i=2;i<=x/i;i++){
            while(x%i==0){
                x/=i;
                primes[i]+=1;
            }
        }
        if(x > 1) primes[x]++;
    }
  
    ll res = 1;
    for(auto prime:primes){
        int p = prime.first, a = prime.second;
        ll t = 1;
        while(a--) t = (t * p + 1) % mod;
        res = res * t % mod;
    }
    cout << res << endl;
    return 0;
}

快速幂

给定 n 组 ai,bi,pi,对于每组数据,求出 ai^bi mod pi 的值。

核心思路是:预处理出来a^(2^0) a^(2^1) … a^(2^logk)

#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;
typedef long long ll;

// a^k mod p
int qmi(int a,int k,int p){
    int res = 1;
    while(k){
        if(k & 1) res = (ll)res * a % p;
        k >>= 1;
        a = (ll)a * a % p;
    }
    return res;
}
int main()
{
    int n;
    scanf("%d",&n);
    while(n--)
    {
        int a,k,p;
        scanf("%d%d%d",&a,&k,&p);
        printf("%d\n",qmi(a,k,p));
    }
    return 0;
}