C++ 中莫比乌斯函数的程序


给定一个数 n;任务是求数 n 的莫比乌斯函数。

什么是莫比乌斯函数?

莫比乌斯函数是数论函数,由如下定义

$$\mu(n)\equiv\begin{cases}0\1\(-1)^{k}\end{cases}$$

n=  0 如果 n 有一个或一个以上的重复因子

n= 1 如果 n=1

n= (-1)k  如果 n 是 k 个不同的质数的乘积

示例

Input: N = 17
Output: -1
Explanation: Prime factors: 17, k = 1,
(-1)^k 🠠(-1)^1 = -1

Input: N = 6
Output: 1
Explanation: prime factors: 2 and 3, k = 2
(-1)^k 🠠(-1)^2 = 1

Input: N = 25
Output: 0
Explanation: Prime factor is 5 which occur twice so the answer is 0

解决给定问题将使用的方法 -

  • 输入 N。
  • 从 1 到小于 N 迭代 i,检查 N 的可除数,并检查它是否是质数。
  • 如果两个条件满足,我们将检查该数的平方是否也整除 N,如果是则返回 0。
  • 否则,我们将增加质因子计数,如果计数为偶数,则返回 1,否则为奇数,则返回 -1。
  • 打印结果。

算法

Start
Step 1→ In function bool isPrime(int n)
   Declare i
   If n < 2 then,
      Return false
   Loop For  i = 2 and i * i <= n and i++
      If n % i == 0
         Return false    
      End If
      Return true
Step 2→ In function int mobius(int N)
   Declare i and p = 0
   If N == 1 then,  
      Return 1
   End if
   Loop For  i = 1 and i <= N and i++
      If N % i == 0 && isPrime(i)
         If (N % (i * i) == 0)
            Return 0
         Else
            Increment p by 1
         End if
      End if
   Return (p % 2 != 0)? -1 : 1
Step 3→ In function int main()
   Declare and set N = 17
   Print the results form mobius(N)
Stop

示例

#include<iostream>
using namespace std;
// Function to check if n is prime or not
bool isPrime(int n) {
   int i;
   if (n < 2)
      return false;
   for ( i = 2; i * i <= n; i++)
   if (n % i == 0)
      return false;    
      return true;
}
int mobius(int N) {
   int i;
   int p = 0;
   //if n is 1
   if (N == 1)
   return 1;
   // For a prime factor i check if i^2 is also
   // a factor.
   for ( i = 1; i <= N; i++) {
      if (N % i == 0 && isPrime(i)) {
         // Check if N is divisible by i^2
         if (N % (i * i) == 0)
            return 0;
         else
            // i occurs only once, increase p
            p++;
      }
   }
   // All prime factors are contained only once
   // Return 1 if p is even else -1
   return (p % 2 != 0)? -1 : 1;
}
// Driver code
int main() {
   int N = 17;
   cout  << mobius(N) << endl;
}

输出

N = -1

更新于: 20-Dec-2019

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