BZOJ 1101: [POI2007]Zap 莫比乌斯反演

1101: [POI2007]Zap

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Description

  FGD正在破解一段密码,他需要回答很多类似的问题:对于给定的整数a,b和d,有多少正整数对x,y,满足x<=a
,y<=b,并且gcd(x,y)=d。作为FGD的同学,FGD希望得到你的帮助。

Input

  第一行包含一个正整数n,表示一共有n组询问。(1<=n<= 50000)接下来n行,每行表示一个询问,每行三个
正整数,分别为a,b,d。(1<=d<=a,b<=50000)

Output

  对于每组询问,输出到输出文件zap.out一个正整数,表示满足条件的整数对数。

Sample Input

2
4 5 2
6 4 3

Sample Output

3
2
//对于第一组询问,满足条件的整数对有(2,2),(2,4),(4,2)。对于第二组询问,满足条件的整数对有(
6,3),(3,3)。

已知ans=i=1nj=1m[gcd(i,j)=k]

N=nk,M=mk

则答案为ans=i=1Nj=1M[gcd(i,j)==1]

由莫比乌斯函数性质d|nμ(d)


只有在n==1时为1,其他时为0

所以式子可化为ans=i=1Nj=1Md|gcd(i,j)μ(d)

看起来式子变麻烦了

实际上是为化简提供方便

可得ans=d=1Nμ(d)NdMd

又由N/d程阶梯式递减

所以可以把复杂度卡到O(sqrt(n))

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
inline int read()
{
	int x=0,f=1;char ch=getchar();
	while(ch<'0'||ch>'9'){if(ch=='-')f=-1;ch=getchar();}
	while(ch<='9'&&ch>='0'){x=(x<<1)+(x<<3)+ch-'0';ch=getchar();}
	return f*x;
}
const int N=50100;
int cnt,d,mobius[N],sum[N],prime[N];
bool book[N];
void initial()
{
	mobius[1]=1;
	for(int i=2;i<=N;i++)
	{
		if(!book[i]){prime[++cnt]=i;mobius[i]=-1;}
		for(int j=1;j<=cnt&&prime[j]*i<=N;j++)
		{
			book[i*prime[j]]=1;
			if(i%prime[j]==0){mobius[i*prime[j]]=0;break;}
			else mobius[i*prime[j]]=-mobius[i];
		}
	}
	for(int i=1;i<=N;i++)sum[i]=sum[i-1]+mobius[i];
}
inline int work(int x,int y)
{
	if(x>y)swap(x,y);int pos,ans=0;x/=d;y/=d;
	for(int i=1;i<=x;i=pos+1)
	{
		pos=min(x/(x/i),y/(y/i));
		ans+=(sum[pos]-sum[i-1])*(x/i)*(y/i);
	}
	return ans;
}
int main()
{
	int n,m,k;k=read();initial();
	while(k--)
	{
		n=read();m=read();d=read();
		printf("%d\n",work(n,m));
	}
}



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