uoj221【NOI2016】循环之美

前面部分比较简单,就是无脑化式子,简单点讲好了。
首先肯定在((x,y)=1)时才考虑这个分数,要求纯循环的话,不妨猜猜结论,就是y必须和K互质。所以答案是(sum_{i=1}^n sum_{j=1}^m [(i,j)=1] [(j,k)=1])

然后用 ([(i,j)=1]=sum_{d|i,j} mu(d))大力化一化,很快就会得到:

[sum_{d=1}^{min(n,m)} mu(d) frac{n}{d} sum_{d|j,jle m}[(j,k)=1] ]

[=sum_{d=1}^{min(n,m)} mu(d) [(d,k)=1] frac{n}{d} sum_{j=1}^{frac{m}{d}}[(j,k)=1] ]

令后面那一坨(sum_{j=1}^{frac{m}{d}}[(j,k)=1]=f(frac{m}{d})),它可以快速计算:

[f(x)=sum_{j=1}^x [(j,K)=1] ]

[=sum_{j=1}^x sum_{g|j,k} mu(g) ]

[=sum_{g|k}mu(g) sum_{g|j} 1 ]

[=sum_{g|k}mu(g) frac{x}{g} ]

可以(O(sqrt k))计算。

回到原式

[sum_{d=1}^{min(n,m)} mu(d) [(d,k)=1] frac{n}{d} f(frac{m}{d}) ]

这个显然可以分块吧,预处理一下(sum_{d=1}^{min(n,m)} mu(d)[(d,k)=1])的前缀和就可以(O(sqrt n *sqrt k))算答案了,因为是gcd的log,预处理做到2e7都不虚。
然后就有84分了。

考虑快速求(F(k,x)=sum_{d=1}^x mu(d)*[(d,k)==1]),同样拆后面的gcd。

[F(k,x) =sum_{d=1}^x mu(d)*[(d,k)==1] ]

[=sum_{d=1}^x mu(d) sum_{g|k,d} mu(g) ]

[=sum_{g|k} mu(g) sum_{g|d} mu(d) ]

[=sum_{g|k} mu(g) sum_{T=1}^{frac{x}{g}} mu(T*g) ]

然后由于当((T,g) e 1)(mu(T*g))显然=0。

[=sum_{g|k} mu(g) sum_{T=1}^{frac{x}{g}} [(T,g)==1]*mu(T)*mu(g) ]

[=sum_{g|k} mu^2(g) sum_{T=1}^{frac{x}{g}} mu(T)*[(T,g)==1] ]

[=sum_{g|k} mu^2(g) F(g,frac{x}{g}) ]

然后递归算,顺便记忆化一下,另外当k=1时直接返回(sum_{i=1}^x mu(i)),因此要杜教筛预处理。

(F(k,i))可以预处理一下(k=K)时x较小的若干项,会加快速度。

我根本不会算这个的复杂度,想到这后就直接去写了,极限数据一下就跑出来了就交了,别问我复杂度是多少,我不知道。复杂度应该和杜教筛差不多吧(如果对g讨论一下在x的(sqrt x)段中的哪一段,这一段的k的约数统一计算的话)。

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<cstdlib>
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cmath>
#include<vector>
#include<map>
#define pl puts("lala")
#define cp cerr<<"lala"<<endl
#define fi first
#define se second
#define pb push_back
#define ln putchar('
')
using namespace std;
inline int read()
{
	char ch=getchar();int g=1,re=0;
	while(ch<'0'||ch>'9') {if(ch=='-')g=-1;ch=getchar();}
	while(ch<='9'&&ch>='0') re=(re<<1)+(re<<3)+(ch^48),ch=getchar();
	return re*g;
}
typedef long long ll;
typedef pair<int,int> pii;

inline int gcd(int a,int b)
{
	while(b) {int t=a%b; a=b; b=t;}
	return a;
}
const int N=7e5+11;
int prime[N],cnt=0,mu[N],smu[N],resf[N],K;
bool isnotprime[N];
void init()
{
	int n=N-11;
	isnotprime[1]=1; mu[1]=1;
	for(int i=2;i<=n;++i) 
	{
		if(!isnotprime[i]) prime[++cnt]=i,mu[i]=-1;
		for(int j=1;j<=cnt&&i*prime[j]<=n;++j)
		{
			isnotprime[i*prime[j]]=1;
			if(!(i%prime[j])) break;
			mu[i*prime[j]]=-mu[i];
		}
	}
	for(int i=1;i<=n;++i) smu[i]=smu[i-1]+mu[i];
	for(int i=1;i<=n;++i) resf[i]=resf[i-1]+mu[i]*(gcd(i,K)==1);
}

map<int,int>mp;
int M(int n)
{
	if(n<=N-11) return smu[n];
	if(mp.count(n)) return mp[n];
	int &ans=mp[n]; ans=1;
	for(int i=2,j;i<=n;i=j+1)
	{
		j=n/(n/i);
		ans-=M(n/i)*(j-i+1);
	}
	return ans;
}

map<int,int>F[2050];
int calcF(int k,int x)
{
	if(k==1) return M(x);
	if(k==K&&x<=N-11) return resf[x];
	if(F[k].count(x)) return F[k][x];
	int &ans=F[k][x];
	for(int i=1;i*i<=k;++i) if(!(k%i))
	{
		if(mu[i]) ans+=mu[i]*mu[i]*calcF(i,x/i);
		if(i*i!=k) 
		{
			int oth=k/i;
			if(mu[oth]) ans+=mu[oth]*mu[oth]*calcF(oth,x/oth);
		}
	}
	return ans;
}

int n,m;
int divi[2050],tot=0;
inline int f(int x)
{
	int ans=0;
	for(int i=1;i<=tot;++i) ans+=mu[divi[i]]*(x/divi[i]);
	return ans;
}

int main()
{
#ifndef ONLINE_JUDGE
	freopen("1.in","r",stdin);freopen("1.out","w",stdout);
#endif
	n=read(); m=read(); K=read();
	init();
	int mn=min(n,m);
	M(mn);
	for(int i=1;i*i<=K;++i) if(!(K%i))
	{
		divi[++tot]=i;
		if(i*i!=K) divi[++tot]=K/i;
	}
	
	ll ans=0;
	for(int i=1,j;i<=mn;i=j+1)
	{
		j=min(n/(n/i),m/(m/i));
		ans+=1ll*(n/i)*f(m/i)*(calcF(K,j)-calcF(K,i-1));
	}
	cout<<ans<<endl;
	return 0;
}
原文地址:https://www.cnblogs.com/thkkk/p/8982346.html