tyvj /noi 2010 能量采集

P1255 [NOI2010]能量采集
时间: 1000ms / 空间: 131072KiB / Java类名: Main

背景

NOI2010  DAY1  NO.1

描述

     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。

输入格式

输入仅包含一行,为两个整数n和m。

输出格式

输出仅包含一个整数,表示总共产生的能量损失。

测试样例1

输入

【样例输入1】 
5 4 
【样例输入2】 
3 4 

输出

【样例输出1】 
36 
【样例输出2】 
20 

备注

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。


万恶的数论题!

80分思路:设gcd(x,y)==t ,则x,y可以表示为x=at,y=bt,所以(x,y) 到(0,0)的直线的解析式为y=(b/a)x . 那么该直线上的整数点可以表示为(0,0),(a,b),(2a,2b).......(ta,tb),所以在该直线上的整数点的个数k=gcd(x,y)-1=t-1,从而推出2k+1=gcd(x,y)*2-1,这样就可以求解了。但是时间复杂度为O(NM),所以会超时。

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
using namespace std;
int m,n,i,j,ans;
int gcd(int x,int y)
{
if (x<y) swap(x,y);
int r;
while (y!=0)
{
r=x%y;
x=y;
y=r;
}
return x;
}
int main()
{
scanf("%d%d",&n,&m);
for (i=1;i<=n;i++)
for (j=1;j<=m;j++)
 ans=ans+gcd(i,j)*2-1;
printf("%d",ans);
}

直接算会超时,那么我们可不可以反其道行之呢?

我们不直接计算每个点的最大公约数,而是计算最大公约数为i的点的个数。易证公约数为i的个数为(n/i)*(m/i),但是以k*i为最大公约数的点也以i为公约数,所有我们要减去这些点。详见程序

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<cmath>
using namespace std;
long long  f[1000003],n,m,i,j,ans;
int main()
{
scanf("%lld%lld",&n,&m);
int maxn=min(n,m);
f[maxn]=(n/maxn)*(m/maxn);
for (i=maxn-1;i>=1;i--)
{
f[i]=(n/i)*(m/i);
for (j=i+i;j<=maxn;j+=i)
f[i]-=f[j];
}
ans=0;
for (i=1;i<=maxn;i++)
ans+=(i*2-1)*f[i];
printf("%lld",ans);
}

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