/SimpleBrainFuck.Core/Etc/MathHelper.cs

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Text;



namespace ZackFlame.SimpleBrainFuck

{

    internal static class MathHelper

    {

        /// <summary>

        /// Разложение числа на множители алгоритмом Ферма.

        /// </summary>

        /// <param name="n">Разлагаемое число.</param>

        /// <returns>Можители числа.</returns>

        public static int[] Factorization(int n)

        {

            short i_max = (short)Math.Floor(Math.Log(n, 2)); // Максимальное кол-во множителей

            int[] factors = new Int32[i_max + 1];            // Массив в который будут писацца множители

            int next = 1;                                    // Следующий индекс массива



            factors[0] = n;

            int i = 0;

            bool exit = false;



            while (!exit)

            {

                factors[next] = FermatsMethod(ref factors[i]);



                if (factors[next] != 0) // Если разложилось, то

                    next++;             // пробуем разложить число на том же индексе

                else                    // Если число простое, то можно брать следующее

                    if (++i == i_max)   // Если весь массив "заполнен", то выходим

                        exit = true;

            }

            int newSize = 0;

            for (; newSize == 0; i--)                   // Уменьшаем индекс, как только найдем ненулевой

                if (factors[i] != 0) newSize = i + 1;   // элемент пербор будет закончен



            Array.Resize<int>(ref factors, newSize);    // Обрезаем нули

            Array.Sort(factors);                        // Сортируем в порядке возрастания

            return factors;

        }



        /// <summary>

        /// Метод Ферма для разложения числа на два простых сомножителя.

        /// </summary>

        /// <param name="n">Число для разложения и затем сомножитель.</param>

        /// <returns>Первый сомножитель.</returns>

        private static int FermatsMethod(ref int n)

        {

            if (n <= 2)

                return 0;

            

            if (n % 2 == 0) // Проверка на четность

            {

                n = n / 2;

                return 2;

            }

            

            int x = 1 + 2 * Convert.ToInt32(Math.Floor(Math.Sqrt(n)));

            int y = 1;

            int r = Convert.ToInt32(Math.Pow(Math.Floor(Math.Sqrt(n)), 2)) - n;

            int q = n / 2;



            bool exit = false;

            byte state = 2;

            while (!exit)

            {

                switch (state)

                {

                    case 2:

                        if (r <= 0)

                            state = 4;

                        else

                            state = 3;

                        break;

                    case 3:

                        r -= y;

                        y += 2;

                        if (y > q)

                            return 0;   // Возвращаем ноль, если число простое.

                        else

                            state = 2;

                        break;

                    case 4:

                        if (r == 0)

                            exit = true; // Найдены сомножители!

                        else

                        {

                            r += x;

                            x += 2;

                            state = 3;

                        }

                        break;

                }

            }



            // Возвращаем первый сомножитель, а через ссылку второй.

            n = (x - y) / 2;

            return (x + y - 2) / 2;

        }

    }

}