完美数
如果有一數(shù)n,其真因數(shù)(Proper factor)的總和等于n,則稱之為完美數(shù)(Perfect Number),例如以下幾個數(shù)都是完美數(shù):
6 = 1 + 2 + 3
28 = 1 + 2 + 4 + 7 + 14
496 = 1 + 2 + 4 + 8 + 16 + 31 + 62 + 124 + 248
程式基本上不難,第一眼看到時會想到使用回圈求出所有真因數(shù),再進(jìn)一步求因數(shù)和,不過若n值很大,則此法會花費(fèi)許多時間在回圈測試上,十分沒有效率,例如求小于10000的所有完美數(shù)。
解法如何求小于10000的所有完美數(shù)?并將程式寫的有效率?基本上有三個步驟:
求出一定數(shù)目的質(zhì)數(shù)表
利用質(zhì)數(shù)表求指定數(shù)的因式分解
利用因式分解求所有真因數(shù)和,并檢查是否為完美數(shù)
步驟一?與 步驟二?在之前討論過了,問題在步驟三,如何求真因數(shù)和?方法很簡單,要先知道將所有真因數(shù)和加上該數(shù)本身,會等于該數(shù)的兩倍,例如:
2 * 28 = 1 + 2 + 4 + 7 + 14 + 28
等式后面可以化為:
2 * 28 = (20?+ 21?+ 22) * (70?+ 71)
所以只要求出因式分解,就可以利用回圈求得等式后面的值,將該值除以2就是真因數(shù)和了;等式后面第一眼看時可能想到使用等比級數(shù)公式來解,不過會使用到次方運(yùn)算,可以在回圈走訪因式分解陣列時,同時計(jì)算出等式后面的值,這在下面的實(shí)作中可以看到。
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define N 1000 #define P 10000 int prime(int*); // 求質(zhì)數(shù)表 int factor(int*, int, int*); // 求factor int fsum(int*, int); // sum ot proper factor int main(void) { int ptable[N+1] = {0}; // 儲存質(zhì)數(shù)表 int fact[N+1] = {0}; // 儲存因式分解結(jié)果 int count1, count2, i; count1 = prime(ptable); for(i = 0; i <= P; i++) { count2 = factor(ptable, i, fact); if(i == fsum(fact, count2)) printf("Perfect Number: %d\n", i); } printf("\n"); return 0; } int prime(int* pNum) { int i, j; int prime[N+1]; for(i = 2; i <= N; i++) prime[i] = 1; for(i = 2; i*i <= N; i++) { if(prime[i] == 1) { for(j = 2*i; j <= N; j++) { if(j % i == 0) prime[j] = 0; } } } for(i = 2, j = 0; i < N; i++) { if(prime[i] == 1) pNum[j++] = i; } return j; } int factor(int* table, int num, int* frecord) { int i, k; for(i = 0, k = 0; table[i] * table[i] <= num;) { if(num % table[i] == 0) { frecord[k] = table[i]; k++; num /= table[i]; } else i++; } frecord[k] = num; return k+1; } int fsum(int* farr, int c) { int i, r, s, q; i = 0; r = 1; s = 1; q = 1; while(i < c) { do { r *= farr[i]; q += r; i++; } while(i < c-1 && farr[i-1] == farr[i]); s *= q; r = 1; q = 1; } return s / 2; }?
總結(jié)
- 上一篇: 最大公因数、最小公倍数、因式分解
- 下一篇: 阿姆斯壮数