Quelle est la meilleure façon d'obtenir tous les diviseurs d'un nombre?


108

Voici la manière très stupide:

def divisorGenerator(n):
    for i in xrange(1,n/2+1):
        if n%i == 0: yield i
    yield n

Le résultat que j'aimerais obtenir est similaire à celui-ci, mais j'aimerais un algorithme plus intelligent (celui-ci est trop lent et stupide :-)

Je peux trouver assez rapidement les facteurs premiers et leur multiplicité. J'ai un générateur qui génère un facteur de cette manière:

(facteur1, multiplicité1)
(facteur2, multiplicité2)
(facteur3, multiplicité3)
et ainsi de suite ...

c'est-à-dire la sortie de

for i in factorGenerator(100):
    print i

est:

(2, 2)
(5, 2)

Je ne sais pas à quel point cela est utile pour ce que je veux faire (je l'ai codé pour d'autres problèmes), de toute façon j'aimerais une façon plus intelligente de faire

for i in divisorGen(100):
    print i

sortie ceci:

1
2
4
5
10
20
25
50
100

MISE À JOUR: Un grand merci à Greg Hewgill et sa "manière intelligente" :) Le calcul de tous les diviseurs de 100000000 a pris 0,01s avec son chemin contre les 39 que la manière stupide a pris sur ma machine, très cool: D

MISE À JOUR 2: Arrêtez de dire que c'est un double de ce message. Le calcul du nombre de diviseurs d'un nombre donné n'a pas besoin de calculer tous les diviseurs. C'est un problème différent, si vous pensez que ce n'est pas le cas, cherchez "Fonction Diviseur" sur wikipedia. Lisez les questions et la réponse avant de poster, si vous ne comprenez pas quel est le sujet, n'ajoutez simplement pas les réponses inutiles et déjà données.


La raison pour laquelle il a été suggéré que cette question était presque une copie de l '"Algorithme pour calculer le nombre de diviseurs d'un nombre donné" était que la première étape suggérée dans cette question était de trouver tous les diviseurs , ce que je crois être exactement qu'est-ce que tu essayais de faire?
Andrew Edgecombe

4
Andrew pour trouver combien il y a de diviseurs, il vous suffit de trouver les facteurs premiers et de les utiliser pour compter le nombre de diviseurs qui pourraient exister. Trouver des diviseurs n'est pas nécessaire dans ce cas.
Loïc Faure-Lacroix

1
@Andrea Ambu, veuillez corriger vos noms de fonctions
minéraux

Réponses:


77

Compte tenu de votre factorGeneratorfonction, voici un divisorGenqui devrait fonctionner:

def divisorGen(n):
    factors = list(factorGenerator(n))
    nfactors = len(factors)
    f = [0] * nfactors
    while True:
        yield reduce(lambda x, y: x*y, [factors[x][0]**f[x] for x in range(nfactors)], 1)
        i = 0
        while True:
            f[i] += 1
            if f[i] <= factors[i][1]:
                break
            f[i] = 0
            i += 1
            if i >= nfactors:
                return

L'efficacité globale de cet algorithme dépendra entièrement de l'efficacité du factorGenerator.


2
wow il a fallu 0,01 pour calculer tous les diviseurs de 100000000 contre les 39 qui ont pris le chemin stupide (arrêt au n / 2) très cool, merci!
Andrea Ambu

47
Pour ceux d'entre nous qui ne comprennent pas le pythonais, qu'est-ce que cela fait réellement?
Matthew Scharley

1
monoxyde: cela calcule toutes les combinaisons multiplicatives des facteurs donnés. La plupart devraient être explicites; la ligne «yield» est comme un retour mais continue après avoir renvoyé une valeur. [0] * nfactors crée une liste de zéros de longueur nfactors. réduire (...) calcule le produit des facteurs.
Greg Hewgill

Les notations de réduction et de lambda étaient les parties qui me déroutaient. J'ai essayé d'implémenter un algorithme pour le faire en C # en utilisant une fonction récursive pour parcourir un tableau de facteurs et les multiplier tous ensemble, mais il semble avoir des performances horribles sur des nombres comme 1024 qui ont de nombreux facteurs
Matthew Scharley

3
C'est bien sûr nettement mieux que de diviser par chaque nombre jusqu'à n / 2 ou même sqrt (n), mais cette implémentation particulière a deux inconvénients: assez innefective: des tonnes de multiplication et d'exponentiation, multipliant à plusieurs reprises les mêmes puissances, etc. mais je ne pense pas que Python vise à tuer les performances. Problème deux: les diviseurs ne sont pas retournés dans l'ordre.
Tomasz Gandor

34

Pour développer ce que Shimi a dit, vous ne devriez exécuter votre boucle que de 1 à la racine carrée de n. Ensuite, pour trouver la paire, faites n / i, et cela couvrira tout l'espace du problème.

Comme on l'a également noté, il s'agit d'un problème NP ou «difficile». La recherche exhaustive, comme vous le faites, est à peu près aussi bonne que possible pour obtenir des réponses garanties. Ce fait est utilisé par les algorithmes de cryptage et autres pour aider à les sécuriser. Si quelqu'un résolvait ce problème, la plupart sinon la totalité de nos communications «sécurisées» actuelles seraient rendues non sécurisées.

Code Python:

import math

def divisorGenerator(n):
    large_divisors = []
    for i in xrange(1, int(math.sqrt(n) + 1)):
        if n % i == 0:
            yield i
            if i*i != n:
                large_divisors.append(n / i)
    for divisor in reversed(large_divisors):
        yield divisor

print list(divisorGenerator(100))

Ce qui devrait afficher une liste comme:

[1, 2, 4, 5, 10, 20, 25, 50, 100]

2
Car, une fois que vous avez une liste d'éléments entre 1..10, vous pouvez générer n'importe lequel des éléments entre 11..100 trivialement. Vous obtenez {1, 2, 4, 5, 10}. Divisez 100 par chacun de ces éléments et vous {100, 50, 20, 25, 10}.
Matthew Scharley

2
Les facteurs sont TOUJOURS générés par paires, en vertu de la définition. En recherchant uniquement sqrt (n), vous coupez votre travail d'une puissance 2.
Matthew Scharley

C'est très plus rapide que la version de mon article, mais c'est encore trop lent que la version utilisant des facteurs premiers
Andrea Ambu

Je suis d'accord que ce n'est pas la meilleure solution. Je signalais simplement une «meilleure» façon de faire la recherche «stupide» qui permettrait déjà de gagner beaucoup de temps.
Matthew Scharley

Il n'a pas été démontré que la factorisation était NP-dure. fr.wikipedia.org/wiki/Integer_factorization Et le problème était de trouver tous les diviseurs étant donné que les facteurs premiers (le plus dur) avaient déjà été trouvés.
Jamie

19

Bien qu'il existe déjà de nombreuses solutions à cela, je dois vraiment poster ceci :)

Celui-ci est:

  • lisible
  • court
  • autonome, prêt pour le copier-coller
  • rapide (dans les cas avec beaucoup de facteurs premiers et de diviseurs,> 10 fois plus rapide que la solution acceptée)
  • Compatible python3, python2 et pypy

Code:

def divisors(n):
    # get factors and their counts
    factors = {}
    nn = n
    i = 2
    while i*i <= nn:
        while nn % i == 0:
            factors[i] = factors.get(i, 0) + 1
            nn //= i
        i += 1
    if nn > 1:
        factors[nn] = factors.get(nn, 0) + 1

    primes = list(factors.keys())

    # generates factors from primes[k:] subset
    def generate(k):
        if k == len(primes):
            yield 1
        else:
            rest = generate(k+1)
            prime = primes[k]
            for factor in rest:
                prime_to_i = 1
                # prime_to_i iterates prime**i values, i being all possible exponents
                for _ in range(factors[prime] + 1):
                    yield factor * prime_to_i
                    prime_to_i *= prime

    # in python3, `yield from generate(0)` would also work
    for factor in generate(0):
        yield factor

Je remplacerais while i*i <= nnpar while i <= limit, oùlimit = math.sqrt(n)
Rafa0809

17

Je pense que vous pouvez vous arrêter au math.sqrt(n)lieu de n / 2.

Je vais vous donner un exemple pour que vous puissiez le comprendre facilement. Maintenant , le sqrt(28)est 5.29donc ceil(5.29)sera 6. Je si je vais arrêter à 6 alors je peux obtenir tous les diviseurs. Comment?

Voir d'abord le code, puis voir l'image:

import math
def divisors(n):
    divs = [1]
    for i in xrange(2,int(math.sqrt(n))+1):
        if n%i == 0:
            divs.extend([i,n/i])
    divs.extend([n])
    return list(set(divs))

Maintenant, voyez l'image ci-dessous:

Disons que je l' ai déjà ajouté 1à ma liste de diviseurs et je commence par i=2si

Diviseurs d'un 28

Donc à la fin de toutes les itérations, comme j'ai ajouté le quotient et le diviseur à ma liste, tous les diviseurs de 28 sont remplis.

Source: Comment déterminer les diviseurs d'un nombre


2
Bien bien!! math.sqrt(n) instead of n/2est obligatoire pour l'élégance
Rafa0809

Ceci est une erreur. Vous avez oublié que n est divisible par lui-même.
jasonleonhard

1
Bonne réponse. Simple et clair. Mais pour python 3, il y a 2 changements nécessaires: n / i doit être tapé en utilisant int (n / i) car n / i produit un nombre flottant. De plus, rangex est obsolète dans python 3 et a été remplacé par range.
Geoffroy CALA

7

J'aime la solution de Greg, mais j'aurais aimé qu'elle ressemble plus à Python. Je pense que ce serait plus rapide et plus lisible; donc après un certain temps de codage, je suis sorti avec ceci.

Les deux premières fonctions sont nécessaires pour faire le produit cartésien de listes. Et peut être réutilisé dès que ce problème survient. Au fait, j'ai dû le programmer moi-même, si quelqu'un connaît une solution standard pour ce problème, n'hésitez pas à me contacter.

"Factorgenerator" renvoie maintenant un dictionnaire. Et puis le dictionnaire est introduit dans des "diviseurs", qui l'utilisent pour générer d'abord une liste de listes, où chaque liste est la liste des facteurs de la forme p ^ n avec p premier. Ensuite, nous faisons le produit cartésien de ces listes, et nous utilisons finalement la solution de Greg pour générer le diviseur. Nous les trions et les retournons.

Je l'ai testé et il semble être un peu plus rapide que la version précédente. Je l'ai testé dans le cadre d'un programme plus vaste, donc je ne peux pas vraiment dire à quel point c'est plus rapide.

Pietro Speroni (pietrosperoni dot it)

from math import sqrt


##############################################################
### cartesian product of lists ##################################
##############################################################

def appendEs2Sequences(sequences,es):
    result=[]
    if not sequences:
        for e in es:
            result.append([e])
    else:
        for e in es:
            result+=[seq+[e] for seq in sequences]
    return result


def cartesianproduct(lists):
    """
    given a list of lists,
    returns all the possible combinations taking one element from each list
    The list does not have to be of equal length
    """
    return reduce(appendEs2Sequences,lists,[])

##############################################################
### prime factors of a natural ##################################
##############################################################

def primefactors(n):
    '''lists prime factors, from greatest to smallest'''  
    i = 2
    while i<=sqrt(n):
        if n%i==0:
            l = primefactors(n/i)
            l.append(i)
            return l
        i+=1
    return [n]      # n is prime


##############################################################
### factorization of a natural ##################################
##############################################################

def factorGenerator(n):
    p = primefactors(n)
    factors={}
    for p1 in p:
        try:
            factors[p1]+=1
        except KeyError:
            factors[p1]=1
    return factors

def divisors(n):
    factors = factorGenerator(n)
    divisors=[]
    listexponents=[map(lambda x:k**x,range(0,factors[k]+1)) for k in factors.keys()]
    listfactors=cartesianproduct(listexponents)
    for f in listfactors:
        divisors.append(reduce(lambda x, y: x*y, f, 1))
    divisors.sort()
    return divisors



print divisors(60668796879)

PS, c'est la première fois que je poste sur stackoverflow. J'attends vos commentaires avec impatience.


Dans Python 2.6, il existe un itertools.product ().
jfs

Une version qui utilise des générateurs au lieu de list.append partout pourrait être plus propre.
jfs

Le tamis d'Eratosthène pourrait être utilisé pour générer des nombres premiers inférieurs ou égaux à sqrt (n) stackoverflow.com/questions/188425/project-euler-problem#193605
jfs

1
Style de codage: exposants = [k ** x pour k, v dans factor.items () pour x dans la plage (v + 1)]
jfs

Pour listexponents: [[k ** x for x in range (v + 1)] for k, v in factor.items ()]
klenwell

3

Voici un moyen intelligent et rapide de le faire pour les nombres jusqu'à et autour de 10 ** 16 en pur Python 3.6,

from itertools import compress

def primes(n):
    """ Returns  a list of primes < n for n > 2 """
    sieve = bytearray([True]) * (n//2)
    for i in range(3,int(n**0.5)+1,2):
        if sieve[i//2]:
            sieve[i*i//2::i] = bytearray((n-i*i-1)//(2*i)+1)
    return [2,*compress(range(3,n,2), sieve[1:])]

def factorization(n):
    """ Returns a list of the prime factorization of n """
    pf = []
    for p in primeslist:
      if p*p > n : break
      count = 0
      while not n % p:
        n //= p
        count += 1
      if count > 0: pf.append((p, count))
    if n > 1: pf.append((n, 1))
    return pf

def divisors(n):
    """ Returns an unsorted list of the divisors of n """
    divs = [1]
    for p, e in factorization(n):
        divs += [x*p**k for k in range(1,e+1) for x in divs]
    return divs

n = 600851475143
primeslist = primes(int(n**0.5)+1) 
print(divisors(n))

Quel est le nom de l'algorithme utilisé pour trouver les nombres premiers et pour factoriser? Parce que je veux implémenter cela en C # ..
Kyu96

2

Adapté de CodeReview , voici une variante qui fonctionne avec num=1!

from itertools import product
import operator

def prod(ls):
   return reduce(operator.mul, ls, 1)

def powered(factors, powers):
   return prod(f**p for (f,p) in zip(factors, powers))


def divisors(num) :

   pf = dict(prime_factors(num))
   primes = pf.keys()
   #For each prime, possible exponents
   exponents = [range(i+1) for i in pf.values()]
   return (powered(primes,es) for es in product(*exponents))

1
Je semble obtenir une erreur: NameError: global name 'prime_factors' is not defined. Aucune des autres réponses, ni la question initiale, ne définit ce que cela fait.
AnnanFay

2

Je vais juste ajouter une version légèrement révisée d'Anivarth (car je crois que c'est la plus pythonique) pour référence future.

from math import sqrt

def divisors(n):
    divs = {1,n}
    for i in range(2,int(sqrt(n))+1):
        if n%i == 0:
            divs.update((i,n//i))
    return divs

1

Ancienne question, mais voici mon avis:

def divs(n, m):
    if m == 1: return [1]
    if n % m == 0: return [m] + divs(n, m - 1)
    return divs(n, m - 1)

Vous pouvez utiliser un proxy avec:

def divisorGenerator(n):
    for x in reversed(divs(n, n)):
        yield x

Remarque: pour les langues qui prennent en charge, cela peut être récursif de queue.


0

En supposant que la factorsfonction renvoie les facteurs de n (par exemple, factors(60)retourne la liste [2, 2, 3, 5]), voici une fonction pour calculer les diviseurs de n :

function divisors(n)
    divs := [1]
    for fact in factors(n)
        temp := []
        for div in divs
            if fact * div not in divs
                append fact * div to temp
        divs := divs + temp
    return divs

Est-ce que c'est du python? Quoi qu'il en soit, ce n'est pas python 3.x à coup sûr.
GinKin

C'est un pseudocode, qui devrait être simple à traduire en python.
user448810

3 ans de retard, mieux vaut tard que jamais :) OMI, c'est le code le plus simple et le plus court pour faire cela. Je n'ai pas de tableau de comparaison, mais je peux factoriser et calculer des diviseurs jusqu'à un million en 1 sur mon ordinateur portable i5.
Riyaz Mansoor

0

Voici ma solution. Cela semble stupide mais fonctionne bien ... et j'essayais de trouver tous les diviseurs appropriés, donc la boucle a commencé à partir de i = 2.

import math as m 

def findfac(n):
    faclist = [1]
    for i in range(2, int(m.sqrt(n) + 2)):
        if n%i == 0:
            if i not in faclist:
                faclist.append(i)
                if n/i not in faclist:
                    faclist.append(n/i)
    return facts

typo: return facts => return faclist
Jonath P

0

Si vous ne vous souciez que de l'utilisation de la compréhension de liste et que rien d'autre ne compte pour vous!

from itertools import combinations
from functools import reduce

def get_devisors(n):
    f = [f for f,e in list(factorGenerator(n)) for i in range(e)]
    fc = [x for l in range(len(f)+1) for x in combinations(f, l)]
    devisors = [1 if c==() else reduce((lambda x, y: x * y), c) for c in set(fc)]
    return sorted(devisors)

0

Si votre PC a des tonnes de mémoire, une seule ligne brute peut être assez rapide avec numpy:

N = 10000000; tst = np.arange(1, N); tst[np.mod(N, tst) == 0]
Out: 
array([      1,       2,       4,       5,       8,      10,      16,
            20,      25,      32,      40,      50,      64,      80,
           100,     125,     128,     160,     200,     250,     320,
           400,     500,     625,     640,     800,    1000,    1250,
          1600,    2000,    2500,    3125,    3200,    4000,    5000,
          6250,    8000,   10000,   12500,   15625,   16000,   20000,
         25000,   31250,   40000,   50000,   62500,   78125,   80000,
        100000,  125000,  156250,  200000,  250000,  312500,  400000,
        500000,  625000, 1000000, 1250000, 2000000, 2500000, 5000000])

Prend moins de 1s sur mon PC lent.


0

Ma solution via la fonction générateur est:

def divisor(num):
    for x in range(1, num + 1):
        if num % x == 0:
            yield x
    while True:
        yield None

-1
return [x for x in range(n+1) if n/x==int(n/x)]

3
Le questionneur a demandé un meilleur algorithme, pas seulement un format plus joli.
Veedrac

4
Vous devez utiliser range (1, n + 1) pour éviter la division par zéro. De plus, vous devez utiliser float (n) pour la première division si vous utilisez Python 2.7, ici 1/2 = 0
Jens Munk

-1

Pour moi, cela fonctionne bien et est également propre (Python 3)

def divisors(number):
    n = 1
    while(n<number):
        if(number%n==0):
            print(n)
        else:
            pass
        n += 1
    print(number)

Pas très rapide mais retourne les diviseurs ligne par ligne comme vous le souhaitez, vous pouvez également faire list.append (n) et list.append (nombre) si vous le souhaitez vraiment

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