bzoj #1101 ZAP-Queries (莫比乌斯反演)

原题链接(又一道权限题?)
题意:
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。
(1<=n<=50000,1<=d<=a,b<=50000)
首先挂一个莫比乌斯反演的公式:
f(n) F(n) 是定义在正整数集合下的两个函数,并且满足

F(n)=d|nf(d)
则有
f(n)=d|nμ(d)F(nd)

其中 μ(d) 为莫比乌斯函数,其定义为
bzoj #1101 ZAP-Queries (莫比乌斯反演)_第1张图片
(扯远了)
对于每个询问a,b,d,我们要求的是
i=1aj=1b(gcd(i,j)==d)

这不难理解,若我们令
a=a/d,b=b/d

则原式转化为
i=1aj=1b(gcd(i,j)==1)

考虑到①式,则有
i=1aj=1bd|gcd(i,j)μ(d)

因为 d|gcd(i,j) 等价于 d|i,d|j ,所以我们便可以得到
i=1min(a,b)μ(i)(a/i)(b/i)

(这里的除号为取整符号)
推导到这里,时间复杂度依然有O(n^2),那如何优化呢?
考虑μ(i)函数为积性函数,我们便用线性筛的方法在O(n)的时间求出μ(i),顺便维护一个前缀和即可。

#include
#include
#include
#define maxn 50050
using namespace std;
typedef long long ll;
int p[maxn],i,j,m,n,d,x,y,u[maxn],top=0,t,a,b;
bool vis[maxn];
ll ans;
int main()
{
    scanf("%d",&t); memset(vis,0,sizeof(vis)); u[1]=1;
    for (i=2;i<=50000;i++)
    {
        if (!vis[i]) {p[++top]=i,u[i]=-1;}
        for (j=1;i*p[j]<=50000;j++)
        {
            vis[i*p[j]]=1;
            if (i%p[j]!=0) u[i*p[j]]=u[i]*u[p[j]];else break;
        }
    }
    for (i=2;i<=50000;i++) u[i]+=u[i-1];
    while (t--)
    {
        scanf("%d%d%d",&a,&b,&d);
        {
            a/=d,b/=d,ans=0ll,top=min(a,b),i=1;
            while (i<=top)
            {
                j=min(a/(a/i),b/(b/i));
                ans+=(ll)(u[j]-u[i-1])*(a/i)*(b/i);
                i=j+1;
            }
        }
        printf("%lld\n",ans);
    }
} 

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