容斥原理求1~r中有多少个数与n互素

容斥原理求1到n与n互质:

首先处理出n的所有素因子

然后对于每个素因子,他们的倍数都是与n不互质的,记录下这个数量。但是这个数量中有重复的,也就是说如果一个数同时是两个素因数的倍数,他就被算了两次,此时要把数量减1。同样3个素因数得倍数被多减了 ,要加回来,以此类推下去。


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对于这个问题由容斥原理,我们有3种写法,其实效率差不多。分别是:dfs,队列数组,位运算。


先说说位运算吧:

用二进制1,0来表示第几个素因子是否被用到,如m=3,三个因子是2,3,5,则i=3时二进制是011,表示第2、3个

因子被用到


[cpp]  view plain copy
  1. LL Solve(LL n,LL r)  
  2. {  
  3.     vector<LL> p;  
  4.     for(LL i=2; i*i<=n; i++)  
  5.     {  
  6.         if(n%i==0)  
  7.         {  
  8.             p.push_back(i);  
  9.             while(n%i==0) n/=i;  
  10.         }  
  11.     }  
  12.     if(n>1)  
  13.         p.push_back(n);  
  14.     LL ans=0;  
  15.     for(LL msk=1; msk<(1<<p.size()); msk++)  
  16.     {  
  17.         LL multi=1,bits=0;  
  18.         for(LL i=0; i<p.size(); i++)  
  19.         {  
  20.             if(msk&(1<<i))  //判断第几个因子目前被用到  
  21.             {  
  22.                 ++bits;  
  23.                 multi*=p[i];  
  24.             }  
  25.         }  
  26.         LL cur=r/multi;  
  27.         if(bits&1) ans+=cur;  
  28.         else       ans-=cur;  
  29.     }  
  30.     return r-ans;  
  31. }  

然后就是dfs的实现:

[cpp]  view plain copy
  1. void Solve(LL n)  
  2. {  
  3.     p.clear();  
  4.     for(LL i=2; i*i<=n; i++)  
  5.     {  
  6.         if(n%i==0)  
  7.         {  
  8.             p.push_back(i);  
  9.             while(n%i==0) n/=i;  
  10.         }  
  11.     }  
  12.     if(n>1)  
  13.         p.push_back(n);  
  14. }  
  15.   
  16. void dfs(LL k,LL t,LL s,LL n)  
  17. {  
  18.     if(k==p.size())  
  19.     {  
  20.         if(t&1) ans-=n/s;  
  21.         else    ans+=n/s;  
  22.         return;  
  23.     }  
  24.     dfs(k+1,t,s,n);  
  25.     dfs(k+1,t+1,s*p[k],n);  
  26. }  
  27.   
  28. //主函数内是:  
  29. dfs(0,0,1,r);  


经典题目:HDU4135,HDU2841,HDU1695,HDU3501


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