bupt summer training for 16 #4 ——数论

https://vjudge.net/contest/173277#overview

A.平方差公式后变为 n = (x + y)(x - y)

令 t = x - y ,变成

n = (t + 2x) * t,要 x 最小

O(sqrt(n)) 枚举 n 的因数即可

 1 #include <cstdio>
 2 
 3 typedef long long ll;
 4 
 5 ll n, m, k, t;
 6 
 7 int main() {
 8     scanf("%lld", &n);
 9     while(n --) {
10         k = 0;
11         scanf("%lld", &m);
12         for(ll i = 1;i * i < m;i ++) {
13             if((m % i == 0) && ((m / i - i) % 2 == 0) ) {
14                 t = (m / i - i) / 2;
15                 k = 1;
16             }
17         }
18         if(!k) puts("-1");
19         else printf("%lld
", t);
20     }
21     return 0;
22 }
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B.

C.如果GCD中间是加号会困难很多

乘号的话,我们枚举质数对ans的贡献即可

质数 pi 对结果的贡献就是

pow(pi,(n/pi)*(m/pi) + (n/pi^2)*(m/pi^2) + (n/pi^3)*(m/pi^3) +... )

最坏效率,1kw质数大约 n / ln(n) 个

pi = 2, 计算贡献需要logn次,快速幂约logn

复杂度约为 O(n / ln(n) * logn),考虑到后面质数变大

pi > 100时, 计算贡献就只有3次了

实际计算贡献和快速幂平均下来不到2次

所以 n = 1kw 时是O(n)级别的

 1 #include <cstdio>
 2 #include <algorithm>
 3 
 4 using std::swap;
 5 
 6 typedef long long ll;
 7 
 8 int p[10000010], v[10000010];
 9 
10 int tt;
11 
12 long long n, m, ans;
13 
14 const int Mod = 1e9 + 7;
15 
16 ll calc(ll x, ll k) {
17     ll res = 1;
18     for(;k > 0;x = x * x % Mod, k >>= 1)
19         if(k & 1) res = res * x % Mod;
20     return res;
21 }
22 
23 int main() {
24     for(int i = 2;i <= 10000000;i ++) {
25         if(!v[i]) p[++ p[0]] = i;
26         for(int j = 1;j <= p[0] && 1ll * i * p[j] <= 10000000;j ++) {
27             v[i * p[j]] = 1;
28             if(i % p[j] == 0) break;
29         }
30     }
31     long long t, cnt;
32     scanf("%d", &tt);
33     while(tt --) {
34         ans = 1;
35         scanf("%lld %lld", &n, &m);
36         if(m > n) swap(n, m);
37         for(int i = 1;p[i] <= m && i <= p[0];i ++) {
38             t = p[i], cnt = 0;
39             while(1) {
40                 cnt += (n / t) * (m / t);
41                 if(m / t >= p[i]) t *= p[i];
42                 else break;
43             }
44             ans = ans * calc(p[i], cnt) % Mod;
45         }
46         printf("%lld
", ans);
47     }
48     return 0;
49 }
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D.这个题今年3月刚写的又忘记了...

我们一个想法是分解质因数

得到 n! 里每个质数出现的最少次数

但我们平时分解质因数都是O(sqrt(n))的

即使使用前缀和,10^7也无法O(n^1.5)分解

所以这里用了一个巧妙又优秀的的O(nlogn)处理方法

 1 for(int i = 2;i * i <= m;i ++) {
 2         if(v[i]) continue;
 3         for(int j = i * i;j <= m;j += i)
 4             v[j] = -i;
 5     }
 6 for(int i = 2;i <= m;i ++) {
 7         int j = i;
 8         while(1) {
 9             if(v[j] >= 0) {
10                 cout << j << endl;
11                 break;
12             }
13             else cout << -v[j] << endl, j /= -v[j];
14         }
15     } 

当 i 为非质数时, -vis[i] 存的是 i 的最大的不大于sqrt(i)的质因数

分解质因数后可以二分

也可以用每个质数出现的个数得到不等式 n >= ci

实际效率约均为O(n)级别,前者思考复杂度低

 1 #include <bits/stdc++.h>
 2 
 3 #define rep(i, j, k) for(int i = j;i <= k;i ++)
 4 #define rev(i, j, k) for(int i = j;i >= k;i --)
 5 
 6 using namespace std;
 7 
 8 typedef long long ll;
 9 
10 const int maxn = 10000010;
11 
12 int n, m, a[maxn], b[maxn], p[maxn];
13 
14 int v[maxn], num[maxn];
15 
16 ll cnt[maxn];
17 
18 bool judge(ll x) {
19     ll y, c;
20     rep(i, 1, p[0]) {
21         y = x, c = 0;
22         while(y) y /= p[i], c += y;
23         if(c < cnt[i]) return 0;
24     }
25     return 1;
26 }
27 
28 int main() {
29     ios::sync_with_stdio(false);
30     cin >> n;
31     rep(i, 1, n) {
32         cin >> a[i];
33         m = max(m, a[i]);
34         b[a[i]] ++;
35     }
36     for(int i = 2;i * i <= m;i ++) {
37         if(v[i]) continue;
38         for(int j = i * i;j <= m;j += i)
39             v[j] = -i;
40     }
41     rep(i, 2, m)
42         if(!v[i]) 
43             p[++ p[0]] = i, num[i] = p[0];
44     rev(i, m, 2)
45         b[i] += b[i + 1];
46     rep(i, 2, m) {
47         int j = i;
48         while(1) {
49             if(v[j] >= 0) {
50                 cnt[num[j]] += b[i];
51                 break;
52             }
53             else cnt[num[-v[j]]] += b[i], j /= -v[j];
54         }
55     } 
56     ll l = 1, r =  10000000000000ll, mid, ans;
57     while(l <= r) {
58         mid = (l + r) >> 1;
59         if(judge(mid)) ans = mid, r = mid - 1;
60         else l = mid + 1;
61     }
62     cout << ans;
63     return 0;
64 }
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E.利用欧拉函数的性质,对于给定的 x

满足 phi[n] >= x 的最小的 n 一定是个质数

范围不大预处理即可

 1 #include <cstdio>
 2 
 3 const int maxn = 1000010;
 4 
 5 int pr[maxn], ph[maxn], vis[maxn];
 6 
 7 int Case, n, a, b[maxn];
 8 
 9 long long ans;
10 
11 int main() {
12     for(int i = 2;i < maxn;i ++) {
13         if(!vis[i]) {
14             pr[++ pr[0]] = i;
15             ph[i] = i - 1;
16         }
17         for(int j = 1;j <= pr[0] && i * pr[j] < maxn;j ++) {
18             vis[i * pr[j]] = 1;
19             if(i % pr[j] == 0) break;
20         }
21     }
22     int last = 1000003;
23     for(int i = 1000000;i;i --) {
24         b[i] = last;
25         if(ph[i]) last = i;
26     }
27     scanf("%d", &Case);
28     for(int t = 1;t <= Case;t ++) {
29         ans = 0;
30         scanf("%d", &n);
31         for(int j = 1;j <= n;j ++) {
32             scanf("%d", &a);
33             ans += b[a];
34         }
35         printf("Case %d: %lld Xukha
", t, ans);
36     }
37     return 0;
38 }
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F.

G.求前几位的题目,取个对数就行

利用斐波那契数列的通项公式

我们发现后面减去的一项<1,n变大之后忽略即可

取完对数乘法变加法

最后输出前4位,必须舍去后面位数所以直接double转int

%.0f 会四舍五入并不满足要求

 1 #include <cstdio>
 2 #include <cmath>
 3 #include <algorithm>
 4 
 5 using std::abs;
 6 
 7 int n, f[21];
 8 
 9 int main() {
10     f[1] = 1;
11     for(int i = 2;i < 21;i ++) f[i] = f[i - 1] + f[i - 2];
12     while(scanf("%d", &n) != EOF) {
13         if(n < 21) printf("%d
", f[n] % 10000);
14         else {
15             double x = (log(1 / sqrt(5.0)) + log((sqrt(5.0) + 1) / 2) * n) / log(10.0);
16             x -= (int)x;
17             x = pow(10, x);
18             while(x < 1000) x *= 10;
19             printf("%d
", (int)x);
20         }
21     }
22     return 0;
23 }
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H.

I.混进来的放水题目

可以先把每一层节点都挂到上一层的一个节点上

可以出现最多的叶子节点

如果发现太多了就开始把当前层的节点

往上一层的其他节点上挪动,每动一次减少一个叶子节点

 1 #include <cstdio>
 2 
 3 const int maxn = 200010;
 4 
 5 int n, t, k, b[maxn], s[maxn], a[maxn];
 6 
 7 int main() {
 8     s[1] = 2, s[0] = 1;
 9     scanf("%d %d %d", &n, &t, &k);
10     if(k > n - t) {
11         puts("-1");
12         return 0;
13     }
14     for(int j = 2,i = 1;i <= t;i ++) {
15         scanf("%d", &a[i]), s[i + 1] = a[i] + s[i];
16         for(int p = 1;p <= a[i];p ++, j ++)
17             b[j] = s[i - 1];
18     }
19     k = n - t - k;
20     if(k > 0) {
21         for(int p = 2;p <= t;p ++) {
22             for(int j = s[p - 1] + 1, i = s[p] + 1;i < s[p + 1] && j < s[p];i ++, j ++) {
23                 b[i] = j, k --;
24                 if(!k) break;
25             }
26             if(!k) break;
27         }
28     }
29     if(k) puts("-1");
30     else {
31         printf("%d
", n);
32         for(int i = 2;i <= n;i ++)
33             printf("%d %d
", i, b[i]);
34     }
35 }
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J.快速幂水题

另外因为2009非质数,所以不到50的时候ans已经变成0了

 1 #include <cstdio>
 2 
 3 typedef long long ll;
 4 
 5 ll n, a[3000];
 6 
 7 ll power(ll x, ll k) {
 8     ll res = 1;
 9     for(;k;k >>= 1, x = x * x % 2009)
10         if(k & 1) res = res * x % 2009;
11     return res;
12 }
13 
14 int main() {
15     ll m, ans;
16     a[0] = 1, a[1] = 1;
17     for(int i = 2;i < 2009;i ++)
18         a[i] = a[i - 1] * i % 2009;
19     while(scanf("%lld", &n) != EOF) {
20         ans = 1;
21         m = n / 2009;
22         ans *= power(a[2008], m);
23         printf("%lld
", ans * a[n % 2009] % 2009);
24     }
25     return 0;
26 }
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原文地址:https://www.cnblogs.com/ytytzzz/p/7253517.html