更好的找出一个数的质因数的方法

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我要解决一个问题,给定一些测试用例。对于每个测试用例,给出一个范围(从x到y,包括边界)。在这个范围内,我必须计算所有质因子之和恰好为K的数字的数量。

例如:

5 15 2

我们知道有5个数字恰好有两个质因数(6、10、12、14和15)。

现在我的代码完全正常,但速度太慢了。我正在寻找一种更快的通过C++生成质数的方法。以下是我的代码。

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <cstdio>
#include <cmath>
#include <math.h>
#include <string>
#include <sstream>
#include <vector>
#include <iomanip>
#include <deque>
#include <queue>

#define Fill(s, v) memset(s, v, sizeof(s))
#define skipChar() (scanf("%c", &useless));
#define scan(x) do{while((x=getchar())<'0'); for(x-='0'; '0'<=(_=getchar());x=(x<<3)+(x<<1)+_-'0');}while(0)
#define rekt return false;
#define notrekt return true;
char _, useless;

using namespace std;
typedef pair <int, int> intpair;
vector<int> primes;

void sieve(int n){
bool *prime = new bool[n +1];
fill(prime, prime + n+1, true);
prime[0] = false;
prime[1] = false;
int m = sqrt(n);
for(int i = 2; i <= m; i++)
    if(prime[i])
        for(int k = i*i; k <= n; k+=i){
            prime[k] = false;
            if(prime[k])primes.push_back(k);
        }
for(int i = 0; i <n; i++){
    if(prime[i])
        primes.push_back(i);
     }
}

int main()
{
int t;
int c = 1;
scan(t);
sieve(1000);
while(t--){
    int a, b, k;
    scan(a);
    scan(b);
    scan(k);
    int realCount = 0;
    for(int i = a; i <= b; i++){
        int count = 0;
        for(int j = 0; j < primes.size(); j++){
            if(i % primes[j] == 0){
                    count++;
            }
        }
        if(count == k)realCount++;
    }
    cout << "Case #"<< c << ": "<< realCount <<endl;
    c++;
    }
}

感谢您的帮助!

感谢所有人的贡献!这里是快速和优化的代码!

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <cstdio>
#include <cmath>
#include <math.h>
#include <string>
#include <sstream>
#include <vector>
#include <iomanip>
#include <deque>
#include <queue>

#define F(a, s, val) fill(a, a + s, val);
#define skipChar() (scanf("%c", &useless));
#define scan(x) do{while((x=getchar())<'0'); for(x-='0'; '0'<=_=getchar());x=(x<<3)+(x<<1)+_-'0');}while(0)
#define rekt return false;
#define notrekt return true;
char _, useless;

using namespace std;
typedef pair <int, int> intpair;

int *omega = new int[10000001];

void omg(){
    for(int i = 2; i < 10000000; i++)
            if(omega[i] == 0)
                    for(int j = i; j < 10000001; j+=i)
                            omega[j]++;
}

int main(){
    int t;
    int c = 1;
    F(omega, 10000001, 0);
    omg();
    scan(t);
    while(t--){
        int a, b, k;
        scan(a);
        scan(b);
        scan(k);
        int cc = 0;
        for(int i = a; i <= b; i++)
                    if(omega[i] == k)
                            cc++;
        printf("Case #%i: %i\n", c, cc);
        c++;
        }
    }

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我认为您想要计算所有具有K个不同质因数的数字,而不是质因数之和。对吗? - user3802409
2
#define让我不想看你的代码。 - gnasher729
感谢您非常宝贵的意见! - Boris
1
@gnasher729 那可能是一个竞赛编程模板。 - mrk
既然你的代码能够正常工作,那么你应该将这个问题发布到CodeReview@StackExchange.com上。他们擅长优化和执行代码审查。 - Thomas Matthews
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2个回答

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您已经用厄拉托色尼筛法正确预先计算了所需范围内的质数,这很好。但是,您想知道的是范围内每个数字的不同质因子的数量,而不是它是质数还是合数。
这个计算也可以通过筛选来完成。不要保留布尔数组,而是保留整数数组来计算不同质因子的数量,并在筛选期间找到每个质因子时将其增加。
筛选看起来像这样;我们称该数组为omega,因为这是数论家给出的返回一个数字的不同因子数量的函数的名称:
omega := makeArray(2..limit, 0)

for i from 2 to limit
    if omega[i] == 0
        for j from i to limit step i
            omega[j] := omega[j] + 1
< p > omega数组的前几个元素是1、1、1、1、2、1、1、1、2、1、2、1、2、2、1、1、2、1、2、2、2、1、2、1、2、1、2、1、3、1、1、2、2、2、2、1、2、2、2、1、3 (A001221)。< /p> < p > 一旦您获得了omega数组,您可以将其用于所有查询:< /p>
function f(a, b, c)
    count := 0
    for k from a to b
         if omega[k] == c
             count := count + 1
    return count

例如,f(5,15,2) = 5(即集合6、10、12、14、15),f(2,10,1) = 7(即集合2、3、4、5、7、8、9),f(24,42,3) = 2(即集合30、42),以及f(2,10000000,7) = 1716
如果您的范围太大而无法方便地筛选,则需要将范围内的每个数字进行因式分解,并计算具有正确数量的不同因子的数字。

谢谢,这确实很有帮助。 - Boris

1
你的筛选函数可以像这样进行优化。
vector<int> siev(int max) {
    vector<int> ret;
    bool isPrime[max];

    for(int i=2; i<max; i++) isPrime[i]=true; // reset all bits

    for(int i=2; i<max; i++) {
        if(isPrime[i]) {
            ret.push_back(i);
            for(int j=i*i; j<max; j+=i) {
                isPrime[j]=false;
            }
        }
    }

    return ret;
}

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