HDU 1695 容斥原理

题意: 在1~a, 1~b中挑出(x,y)满足gcd(x,y) = k , 求(x,y) 的对数 , a,b<=10^5

思路: gcd(x, y) == k 说明x,y都能被k整除, 但是能被k整除的未必gcd=k  , 必须还要满足

互质关系. 问题就转化为了求1~a/k 和 1~b/k间互质对数的问题

可以把a设置为小的那个数, 那么以y>x来保持唯一性(题目要求, 比如[1,3] = [3,1] )

接下来份两种情况:

1. y <= a , 那么对数就是 1~a的欧拉函数的累计和

2. y >= a , 这个时候欧拉函数不能用了,怎么做?  可以用容斥原理

1,2 合计成一种情况。

typedef long long LL  ;

const int  Max_N = 100002 ;
vector <int> factor[Max_N] ;
bool  isprime[Max_N] ;

void  make_factor(){  // 质因数分解
      int i , j  ;
      memset(isprime , 0 , sizeof(isprime)) ;
      for(i = 0 ; i < Max_N ; i++)
           factor[i].clear() ;
      for(i = 2 ; i < Max_N ; i+=2)
           factor[i].push_back(2) ;
      for(i = 3 ; i < Max_N ; i+=2){
           if(!isprime[i]){
               for(j = i ; j < Max_N ; j+=i){
                   isprime[j] = 1 ;
                   factor[j].push_back(i) ;
               }
           }
      }
}

int    Gao(int x , int y){   //[1 , x] 与 y互质的个数 
      int n = factor[y].size() ;
      int i , j , bit , m ;
      int ans = x ;
      for(i = 1 ; i < (1<<n) ; i++){
           bit = 0 ;
           m = 1 ;
           for(j = 0 ; j < n ; j++){
               if(i & (1<<j)){
                   bit++ ;
                   m *= factor[y][j] ;
               }
           }
           if(bit&1)
                ans -=  x/m ;
           else
                ans +=  x/m ;
      }
      return ans ;
}

int   main(){
      make_factor() ;
      int i , j  , a , b , c  ,d , k ,  A , B  , cas = 1 , t ;
      LL sum ;
      scanf("%d" ,&t) ;
      while(t--){
            scanf("%d%d%d%d%d" ,&a , &b , &c , &d , &k) ;
            if(k == 0){
                  printf("Case %d: 0\n" ,cas++) ;
                  continue ;
            }
            A = b / k  ;
            B = d / k  ;
            if(A > B)
               swap(A ,B) ;
            sum = 0  ;
            for(i = 1 ; i <= B ; i++){
                j = min(i , A) ;
                sum += (LL)Gao(j , i) ;
            }
            printf("Case %d: %I64d\n" ,cas++ , sum) ;
      }
      return 0 ;
}


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