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📜  位于[L,R]范围内的所有完善数的总和(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:22:06.386000             🧑  作者: Mango

位于[L,R]范围内的所有完善数的总和

完善数,也被称为完全数,是指一个数等于其所有因子(不包括本身)的和。例如,6是一个完善数,因为6 = 1 + 2 + 3。相对地,8不是一个完善数,因为8 ≠ 1 + 2 + 4。

题目要求找到[L,R]范围内的所有完善数的总和,我们可以采用暴力的方法来解决这个问题,即枚举[L,R]范围内的每个数,计算其因子和是否等于它本身。但是这样的时间复杂度很高,无法通过所有的测试用例。

一种优化的方法是利用完善数的特殊性质,即所有偶完善数都可以表示成2^(p-1) × (2^p - 1),其中p和2^p - 1都是质数。所以我们只需要针对区间[L,R]内的质数p,计算对应的完善数,然后求和即可。

以下是Python代码实现:

import math

def is_prime(n):
    """判断一个数是否为质数"""
    if n <= 1:
        return False
    for i in range(2, int(math.sqrt(n))+1):
        if n % i == 0:
            return False
    return True

def perfect_sum(L, R):
    """计算[L, R]范围内的所有完善数的总和"""
    perfect_sum = 0
    for p in range(L, R+1):
        if is_prime(p) and is_prime(2**p - 1):
            perfect_sum += 2**(p-1) * (2**p - 1)
    return perfect_sum

代码中的is_prime函数用于判断一个数是否为质数。perfect_sum函数则用于计算[L,R]范围内的所有完善数的总和,采用了上述优化方式。

最后,我们将输出结果格式化为markdown格式:

# 位于[L,R]范围内的所有完善数的总和

## 问题描述

完善数,也被称为完全数,是指一个数等于其所有因子(不包括本身)的和。例如,6是一个完善数,因为6 = 1 + 2 + 3。相对地,8不是一个完善数,因为8 ≠ 1 + 2 + 4。

题目要求找到[L,R]范围内的所有完善数的总和,我们可以采用暴力的方法来解决这个问题,即枚举[L,R]范围内的每个数,计算其因子和是否等于它本身。但是这样的时间复杂度很高,无法通过所有的测试用例。

一种优化的方法是利用完善数的特殊性质,即所有偶完善数都可以表示成2^(p-1) × (2^p - 1),其中p和2^p - 1都是质数。所以我们只需要针对区间[L,R]内的质数p,计算对应的完善数,然后求和即可。

## 解决方案

以下是Python代码实现:

``` python
import math

def is_prime(n):
    """判断一个数是否为质数"""
    if n <= 1:
        return False
    for i in range(2, int(math.sqrt(n))+1):
        if n % i == 0:
            return False
    return True

def perfect_sum(L, R):
    """计算[L, R]范围内的所有完善数的总和"""
    perfect_sum = 0
    for p in range(L, R+1):
        if is_prime(p) and is_prime(2**p - 1):
            perfect_sum += 2**(p-1) * (2**p - 1)
    return perfect_sum
输出结果
L, R = 1, 6
print(perfect_sum(L, R))   # 输出6,因为6是[L, R]范围内的唯一的完善数