欧拉函数：求小于等于n且与n互质的数的个数

求小于等于n且与n互质的数的个数

互质穷举法

1. 互质：两个数互质代表两者最大公约数为1
2. 最大公约数求法：辗转相除法，最小公倍数：较大值除以最大公约数乘以较小值
3. 辗转相除法：
   • 较大的数a取模较小的数b，得取模值c
   • 若取模值等于0 则最大公约数为取模值，否则继续下一步
   • a与c再次取模，回到第二步

     //求最大公约数gcd以及最大公倍数lcm
     // 36 24 36/24
     // 24 12 24/12
     // 0 结束最大公约数为12
     // 求最小公倍数
     // lcma,b = a∗b/gcda,b
     public static int gcdinta,intb{
        //a>=b
        //辗转相除法
        if b==0{
            return a;
        }
        return gcdb,a;
     }

4. 穷举到n，一一判断该数与n的最大公约数是否为1，即是否为互质

结论：可以实现，但时间复杂度太高

采取欧拉函数进行求取

在数论，对正整数n，欧拉函数是小于等于n的正整数中与n互质的数的数目.

n为正整数n，p1、p­­­­2 ……pn 为正整数n的质因数

n的质因数：既是n的因数，又是质数的数

计算方法：
$$
\phi (n) = n \times (\frac{p_1-1}{p_1})\times (\frac{p_2-1}{p_2})\cdots\times (\frac{p_n-1}{p_n})
$$
例：
$$
\phi (10) = 10 \times \frac{1}{2}\times \frac{4}{5} = 4
$$

1. 质数的求法：因数只有1和其本身

   • 单个质数n的判断

     依次判断2到$ \sqrt{n} $的数被n取模的值是否等于零，存在任意一个即不为质数

     当p大于$\sqrt{n}$时，代表数p一定可以得到一个小于!$\sqrt{n}$的数和一个大于$\sqrt{n}$的成对因数，不为质数

   • 从2到n的质数的判断

     非穷举，穷举时间复杂度为O(n)，使用素数筛法为O($\log_{}{n}$)
     　　{card-list}
     　　{card-list-item}
     为保证效率，质数为false，合数为true
     {/card-list-item}
     {card-list-item}
     标记2到n的数都为质数，为false，布尔数组默认值为false，无需再一一标记
     {/card-list-item}
     {card-list-item}
     从2开始标记数，找到第一个为false的数p
     {/card-list-item}
     {card-list-item}
     标记数p的倍数为合数，即为true，倍数标记从 $p \times p$ 开始，直至数p等于$ \sqrt{n} $，结束标记
     {/card-list-item}
     {card-list-item}
     使得下一个数p 为未被标记为合数的数，即数值仍为false的数，重复第三步
     {/card-list-item}
     {card-list-item}
     将标记为false 的，即为质数的全部输出
     {/card-list-item}
     {/card-list}
     原因：
     p的倍数的因数必有p，不符合质数条件，每次从 $p \times p$ 开始标记是由于$p-p$的部分已经进行了标记，不再重复标记

2. 采取素数筛法求取质数时，可将倍数标记的操作修改为乘以(1-1/p)，使得每一个数都能乘以其质因数

3. 依次存入数组中，最后统一依次输出结果。

 public static int f1(int n){
         int res = n;
         for (int i = 2;i*i<=n;i++){
             if (n % i==0){
                 res = res / i*(i-1);//res/i
                 while (n % i == 0){
                     n/=i;
                 }
             }
         }
         if (n>1){
             res = res/n*(n-1);
         }
         return res;
     }
     //区间内欧拉函数取值
     public static int[] f2(int n){
         int[] count = new int[n+1];
         for (int i = 1;i <= n;i++){
             count[i]=i;
         }
         for (int i =2 ;i <= n;i++){
             if (count[i] == i){
                 for (int j = i;j <= n;j+=i){
                     count[j] = count[j]/i*(i-1);
                 }
             }
         }
         return count;
     }

知识点：

1. 最大公约数、最小公倍数

2. 单一质数判断

3. 质数筛法：埃氏筛法

4. 欧拉函数