找有最多个约数的数(数论)

题目:

一个数的素数因子分解是数论里面的基本问题,我们在课堂上专门讨论过这样的问题,大家也做过实验。不过今天我们要讨论的问题更加简单,只讨论某一个数的约数,假定给你任意一个数,让你找出这个数的所有约数,如6,它有1、2、3、6一共4个约数,显然这是一个非常简单的问题,但我们今天要稍微变化一下,我们请你在一定范围内找出约数最多的那个数,有点麻烦的是这个数的数值本身可能不算小。

Input
本问题有多组测试数据,对于每一组测试数据,输入只有一行,共两个正整数F,T其中1<=F<=T<=10000000。

输出有两行,第一行由三部分组成,第一部分是“[F,T]”,第二部分是区间范围内有最多约数的那个数,第三部分是约数的个数,三部分之间用一个空格隔开,行尾没有空格;第二行是对应的约数,从小到大排列,中间用一个空格隔开,末尾没有空格。当符合要求的答案不唯一时,输出有最多约数时本身数最小的那个。

Sample Input
3 10
500 550

Sample Output
[3,10] 6 4
1 2 3 6
[500,550] 504 24
1 2 3 4 6 7 8 9 12 14 18 21 24 28 36 42 56 63 72 84 126 168 252 504

思路:刚看到这题的时候就想着先预处理一遍,把每个数的约数个数处理出来,但是看到这个数据范围有点慌。后来看到有人过了,只能先打一发试试,居然没有超时。。。
这里写图片描述
接下来进入正题,先是得知道约数个数怎么求,约数个数=每种质因数个数+1的乘积。比如说2的质因数为2(个数为1),所以2的约数个数为(1+1)=2;6的质因数为2(个数为1)和3(个数为1),所以6的约数个数为(1+1)(1+1)=4;12的质因数为2(个数为2)和3(个数为1),所以12的约数个数为(2+1)(1+1)=6。具体的证明什么的可以百度一下。
知道这个以后就只要求质因数和它的个数,用素数筛法可以在o(n)的时间处理约数个数的问题。
接着就是查询[F,T]这个区间内约数最多的那个。这里可以优化一下,当F小于T/2时,只要查询[T/2,T]就行了。遍历这个区间找到最大值。然后找出约数最多的数的所有约数。这里只要从1遍历到这个数的平方根就行了。这里还有一个优化,不然会超时,把找到约数的个数记录一下,如果找完了就break掉,当还未找到的约数个数为1时,剩下的这个约数就是平方跟,说明原本的数是个平方数。

下面是代码:

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<cmath>
#include<queue>
#include<stack>
#include<algorithm>
#define N 10000005
using namespace std;

bool flag[N];
int num[N],x,t,tmp;
int f;
queue<int> q;
stack<int> s;

void init()
{
    for(int i=1;i<N;i++) num[i]=1,flag[i]=0;
    for(int i=2;i<N;i++)
    {
        if(flag[i]) continue;
        t=1;
        //ss.push_back(num[i]);
        while(t*i<N)
        {
            x=1;
            tmp=t*i;
            flag[tmp]=1;
            while(tmp%i==0)
                x++,tmp/=i;
            num[t*i]*=x;
            t++;
        }
    }
}

int main()
{
    init();
    /*for(int i=1;i<15;i++)
        printf("%d\n",num[i]);*/
    while(~scanf("%d%d",&f,&t))
    {
        printf("[%d,%d] ",f,t);
        f=max(f,t/2);
        tmp=f;
        x=num[f];
        for(int i=f;i<=t;i++)
        {
            if(x<num[i])
            {
                x=num[i];
                tmp=i;
            }
        }
        printf("%d %d\n",tmp,num[tmp]);
        x=num[tmp];
        for(int i=1;i*i<=tmp;i++)
        {
            if(x==1)
            {
                q.push((int)sqrt(tmp));
                break;
            }
            if(tmp%i==0)
            {
                x-=2;
                q.push(i);
                s.push(tmp/i);
            }
        }
        while(!q.empty())
        {
            printf("%d",q.front());
            q.pop();
            if(!q.empty()) printf(" ");
        }
        while(!s.empty())
        {
            printf(" %d",s.top());
            s.pop();
        }
        printf("\n");
    }
}

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