[CSP-S模拟测试]:gcd(莫比乌斯反演)

题目描述

有$n$个正整数$x_1sim x_n$,初始时状态均为未选。有$m$个操作,每个操作给定一个编号$i$,将$x_i$的选取状态取反。每次操作后,你需要求出选取的数中有多少个互质的无序数对。


输入格式

第一行两个整数$n,m$。第二行$n$个整数$x_1sim x_n$。接下来$m$行每行一个整数。


输出格式

$m$行,每行一个整数表示答案。


样例

样例输入:

4 5
1 2 3 4
1
2
3
4
1

样例输出:

0
1
3
5
2


数据范围与提示

对于$20\%$的数据,$n,mleqslant 1,000$。
对于另外$30\%$的数据,$x_ileqslant 100$。
对于$100\%$的数据,$n,mleqslant 200,000$,$x_ileqslant 500,000$,$1leqslant ileqslant n$。


题解

我们先来设三个量:

  $alpha.s(i)$表示为$i$的倍数的数的个数。

  $eta.g(i)$表示 $gcd$为$i$的倍数的数个数。

  $gamma.f(i)$表示$gcd$为$i$的数的个数。

$s(i)$很好就能求出,而$g(i)=frac{s(i) imes (s(i)-1))}{2}$,但是我们需要的是$f(i)$,该怎么办呢?

显然,$g(i)=sum limits_{i|d}f(d)$,那有又什么用呢?

这里就需要用到一个神奇的东东了:第二类莫比乌斯反演(详见信息学奥赛之数学一本通P145中间)。

于是这个式子便变成了:$f(i)=sum limits_{i|d}mu(frac{d}{i})g(d)$。

现在我们需要考虑的就只有修改操作了,每次插入或删除一个数的时候只要暴力枚举其因数即可。

时间复杂度:$Theta(msqrt{max x_i})$。

期望得分:$100$分。

实际得分:$100$分。


代码时刻

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int n,m;
long long a[200001];
long long s[500001],g[500001],f[500001];
long long mu[500001],prime[500001],cnt;
bool vis[200001],v[500001];
long long ans,mx;
void pre_work()
{
	mu[1]=1;
	for(int i=2;i<=mx;i++)
	{
		if(!v[i])mu[prime[cnt++]=i]=-1;
		for(int j=0;j<cnt&&i*prime[j]<=mx;j++)
		{
			v[i*prime[j]]=1;
			if(i%prime[j])mu[i*prime[j]]=-mu[i];
			else{mu[i*prime[j]]=0;break;}
		}
	}
}
int main()
{
	scanf("%d%d",&n,&m);
	for(int i=1;i<=n;i++)
		scanf("%lld",&a[i]),mx=max(mx,a[i]);
	pre_work();
	while(m--)
	{
		int x,flag;
		scanf("%d",&x);
		flag=a[x];
		if(vis[x])
		{
			for(int i=1;i*i<=flag;i++)
				if(!(flag%i))
				{
					s[i]--;
					ans-=mu[i]*g[i];
					g[i]=s[i]*(s[i]-1)/2;
					ans+=mu[i]*g[i];
					if(flag/i!=i)
					{
						s[flag/i]--;
						ans-=mu[flag/i]*g[flag/i];
						g[flag/i]=s[flag/i]*(s[flag/i]-1)/2;
						ans+=mu[flag/i]*g[flag/i];
					}
				}
			vis[x]=0;
		}
		else
		{
			for(int i=1;i*i<=flag;i++)
				if(!(flag%i))
				{
					s[i]++;
					ans-=mu[i]*g[i];
					g[i]=s[i]*(s[i]-1)/2;
					ans+=mu[i]*g[i];
					if(flag/i!=i)
					{
						s[flag/i]++;
						ans-=mu[flag/i]*g[flag/i];
						g[flag/i]=s[flag/i]*(s[flag/i]-1)/2;
						ans+=mu[flag/i]*g[flag/i];
					}
				}
			vis[x]=1;
		}
		printf("%lld
",ans);
	}
	return 0;
}

rp++

原文地址:https://www.cnblogs.com/wzc521/p/11382514.html