P2158仪仗队

it2026-02-27  9

今天早上你谷崩了

由于脑子抽筋,所以选了一道数学题来做。做着做着就疯了

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窝盟先画张图冷静冷静

 

这是样例的图,其中蓝点是有学生的地方。

窝盟来看一下那些学生可以被C君看到。

假设这张图是一个坐标系,C君在(0,0)。

C君可以看到的学生:(1,0),(0,1),(1,1),(1,2),(2,1),(1,3),(3,1),(2,3),(3,2)

我们画下来(下图中红点是可以看到的学生)

我们发现红点的横纵坐标的最大公约数都是1,且所有红点关于y=x对称。

所以我们可以求出来一半的红点,再*2-1(因为(1,1)关于y=x对称后还是(1,1),所以要-1)

我们再看一下数据范围:

显然O(n2)枚举横纵坐标会TLE。

我们发现对于合法的点(i,j)来说,gcd(i,j)=1,也就是说i与j互质。所以我们要找出所有符合(i,j)互质的二元组(i,j)。

仔细思考,想起有一个神奇的函数,叫欧拉函数。φ(n)是求从1到n-1中,有多少个与n互质的数。

为了不重复,不少求符合条件的(i,j),我们求出1到n-1这些数的φ,然后乘2.

似乎少求了什么东西。是什么呢?是什么呢?是什么呢?

我们好像忽略了(1,0)和(0,1)这两个点,还把(1,1)算了两遍

那就在当前答案上直接+1好了

怎么快速求φ?

我们先看几个式子:

若n,m互质,φ(nm)=φ(n)φ(m)

p为质数,φ(p)=p-1;

通向公式:φ(n)=n(1-1/p1)(1-1/p2).....(1-1/pk)  (其中p1,p2...pk为n的所有质因子)

所以φ(n)=n/pi*(pi-1) (1<=i<=k)

以下是求φ的代码:

int phi(int k) { if(k==1)return 1; if(!no[k])return k-1; cn=0; int p=k,h=k; for(int i=2;i*i<=k;i++) { if(h%i==0) { p=p/i*(i-1);//上面的推导 h/=i; while(h%i==0) h/=i;//我们只用到不同的质因数 } } if(h>1) p=p/h*(h-1);//如果此时的h是最后一个质因数,还要更新p return p; }

 但是有一个特殊情况:n=1。

按照我们的思路,最后答案会是1,因为在n≠1时,加上了(1,0),(0,1),减去了多余的(1,1),所以答案+1,但是当n=1时,只有C君,没有学生,所以答案是0.

本题代码

#include<iostream> #include<cstdio> #include<queue> #include<cstring> #define ll long long using namespace std; int n,pre[40009],cnt,all,cn,ys[40009]; bool no[40009]; int read() { char ch=getchar(); int x=0;bool f; while(ch<'0'||ch>'9') { if(ch=='-')f=1; ch=getchar(); } while(ch>='0'&&ch<='9') { x=(x<<3)+(x<<1)+(ch^48); ch=getchar(); } return f?-x:x; } int phi(int k) { if(k==1)return 1; if(!no[k])return k-1; cn=0; int p=k,h=k; for(int i=2;i*i<=k;i++) { if(h%i==0) { p=p/i*(i-1); h/=i; while(h%i==0) h/=i; } } if(h>1) p=p/h*(h-1); return p; } int main() { n=read(); if(n==1)//注意特判 { printf("0");return 0; } all=0; for(int i=2;i<=n;i++) { if(!no[i]) pre[++cnt]=i; for(int j=1;j<=cnt;j++) { if(i*pre[j]>n)break; no[i*pre[j]]=1; if(i%pre[j]==0) break; } } no[1]=1; for(int i=1;i<=n-1;i++) { all+=phi(i); } all*=2; all+=1; printf("%d",all); }

 

转载于:https://www.cnblogs.com/lcez56jsy/p/11124260.html

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