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Competitive Programming Academy · 课时

质因数分解与因数

将 N 分解为质数幂并统计因数数量

质因数分解与因数 是 CoddyKit 上的免费 Competitive Programming Academy 课时。 这是第 4 节课,共 4 节。 你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。 这是 Competitive Programming Academy 学习路径的一部分,你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 Competitive Programming Academy 课程共包含 4 节课。

拆解 N

每个大于 1 的整数都能唯一表示为若干质数的乘积。找出这种分解,也就是它的质因数分解,可以解决许多数论问题。🧩

试除法思想

找出能够整除 n 的最小质数,将它除去,然后重复此过程。这种简单的试除法会逐步将 n 分解到 1。

循环到平方根

只要 i*i 不超过 n,就测试因数 i。超过平方根后,最多只可能剩下一个质因数。

while i * i <= n:
    ...

提取每个因数

只要 i 能整除 n,就不断进行除法并记录 i。这样可以在继续处理之前,完整记录该质数的幂次。

while n % i == 0:
    factors.append(i)
    n //= i

剩余的质因数

循环结束后,如果 n 仍大于 1,那么它本身就是一个大于平方根的质数因数。将它添加一次。

if n > 1:
    factors.append(n)

完整流程

这样就能在 O(sqrt n) 时间内完成质因数分解,并按顺序返回每个质数及其完整的重复次数。

def factorize(n):
    f, i = [], 2
    while i * i <= n:
        while n % i == 0:
            f.append(i); n //= i
        i += 1
    if n > 1: f.append(n)
    return f

按幂次分组

统计因数数量时,需要记录每个质数及其指数

from collections import Counter
exp = Counter(factorize(n))

因数数量公式

如果 n 等于 p1^a 乘以 p2^b,那么因数数量就是 (a+1) 乘以 (b+1)。每个指数都多出一种选择。

计算因数个数

将所有质数的指数分别加 1,再把这些结果相乘。这样无需逐个列出因数,就能得到因数的总数量。

count = 1
for e in exp.values():
    count *= (e + 1)

因数之和

还有一个相关公式,利用每个质数的等比级数来计算因数之和。掌握它有助于解决完全数和真因数和问题。

用筛法加速

需要进行大量分解时,可以用筛法预先计算每个数的最小质因数。之后,每次查询都能在 log n 步内完成质因数分解。

快速检查

将因数个数公式应用到一个具体的数上。

回顾

现在您可以用试除法在O(sqrt n)内分解 N,处理剩余的质数,归并指数,并用乘积公式计算因数个数。✅

常见问题解答

「质因数分解与因数」课时是免费的吗?

是的 — 「质因数分解与因数」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习(内置代码编辑器和全天候 AI 导师)并解锁 Competitive Programming Academy 课程的其余内容,请升级到 CoddyKit PRO。 Competitive Programming Academy 课程共包含 4 节课。

「质因数分解与因数」这节课中我会学到什么?

将 N 分解为质数幂并统计因数数量 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 Competitive Programming Academy,全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 Competitive Programming Academy 需要有经验吗?

无需任何先前经验。CoddyKit 上的 Competitive Programming Academy 课程适合初学者到高级学习者,你可以从这里开始或从头开始,按照自己的节奏学习。 这是第 4 节课,共 4 节。

「质因数分解与因数」课时需要多长时间?

大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动,所以你能稳步进步,并在网页和应用中从离开的地方继续。

我能在这节 Competitive Programming Academy 课中编写并运行代码吗?

能。每节 Competitive Programming Academy 课都包含内置代码编辑器,你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码,并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。

此课程中的所有课时

  1. GCD、LCM 与欧几里得算法
  2. 测试截至 sqrt(n) 的素性
  3. 埃拉托斯特尼筛法
  4. 质因数分解与因数
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