2005: [Noi2010]能量采集
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Description
栋栋有一块长方形的地,他在地上种了一种能量植物,这种植物可以采集太阳光的能量。在这些植物采集能量后,栋栋再使用一个能量汇集机器把这些植物采集到的能量汇集到一起。 栋栋的植物种得非常整齐,一共有n列,每列有m棵,植物的横竖间距都一样,因此对于每一棵植物,栋栋可以用一个坐标(x, y)来表示,其中x的范围是1至n,表示是在第x列,y的范围是1至m,表示是在第x列的第y棵。 由于能量汇集机器较大,不便移动,栋栋将它放在了一个角上,坐标正好是(0, 0)。 能量汇集机器在汇集的过程中有一定的能量损失。如果一棵植物与能量汇集机器连接而成的线段上有k棵植物,则能量的损失为2k + 1。例如,当能量汇集机器收集坐标为(2, 4)的植物时,由于连接线段上存在一棵植物(1, 2),会产生3的能量损失。注意,如果一棵植物与能量汇集机器连接的线段上没有植物,则能量损失为1。现在要计算总的能量损失。 下面给出了一个能量采集的例子,其中n = 5,m = 4,一共有20棵植物,在每棵植物上标明了能量汇集机器收集它的能量时产生的能量损失。 在这个例子中,总共产生了36的能量损失。
Input
Output
Sample Input
【样例输入1】
5 4
【样例输入2】
3 4
Sample Output
【样例输出1】
36
【样例输出2】
20
【数据规模和约定】
对于10%的数据:1 ≤ n, m ≤ 10;
对于50%的数据:1 ≤ n, m ≤ 100;
对于80%的数据:1 ≤ n, m ≤ 1000;
对于90%的数据:1 ≤ n, m ≤ 10,000;
对于100%的数据:1 ≤ n, m ≤ 100,000。
HINT
Source
推上面的式子需要一个公式 n=sigma d|n phi(d)
这道题就是求 sigma(i=1..n) sigma(j=1..m) 2*(gcd(i,j)-1)+1
2*sigma(i=1..n)sigma(j=1..m) gcd(i,j) - n*m
然后就完美转化成了上面的2D GCD SUM的问题
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#include<cmath>
#define ll long long
#define N 1000000
using namespace std;
ll n,m;
ll prime[N],p[N],phi[N],ans,phisum[N];
void calc()
{
phi[1]=1; phisum[1]=1;
for (ll i=2;i<=n;i++){
if (!p[i])
{
prime[++prime[0]]=i;
phi[i]=i-1;
}
for (ll j=1;j<=prime[0];j++)
{
if (prime[j]*i>n) break;
p[prime[j]*i]=1;
if (i%prime[j]==0)
{
phi[i*prime[j]]=phi[i]*prime[j];
break;
}
else
phi[i*prime[j]]=phi[i]*phi[prime[j]];
}
phisum[i]=phisum[i-1]+phi[i];
}
}
int main()
{
scanf("%lld%lld",&n,&m);
if (n>m) swap(n,m);
calc();
ll j;
for (ll i=1,j=0;i<=n;i=j+1)
{
j=min(n/(n/i),m/(m/i));
ans+=(n/i)*(m/i)*(phisum[j]-phisum[i-1]);
}
printf("%lld\n",ans*2-n*m);
return 0;
}