感谢 http://dtyfc.com/acmblog/acm/980 的解题思路,“如果三个数a, b, c不符合条件,那么一定有一对是互质的,有一对是不互质的。不妨令a, b互质,b, c不互质。于是我们可以枚举b来统计答案。在除了b自己的所有数中,要么与b互质,要么与b不互质。假设n个数中有x个与b不互质的数,那么b对答案的贡献就是(x - 1) * (n - x)。注意这里的求出答案之后要除以2,这是因为如果a, c互质,那么可以交换b, c的位置;如果a, c不互质,那么可以交换a, b的位置,每个答案都被计算了两遍。”是我认为最精彩的地方,把题目的脑洞推向了高潮~~
这道题是要求互不相同的n个数中有多少abc这样的组合,满足abc两两互质或者两两不互质。三元关系很伤脑筋,转化为二元关系也许能简化问题(这里脑洞要慢慢打开了)。
由于数据范围不大10^5以内,总组合数C(n,3) longlong不会爆。abc两两互质和两两不互质,就对应着两个互质另两个不互质,这两个集合构成了全集U。不妨把前者称为集合A,后者称为集合B,那么A并B等于U,且A交B为空。U的大小为C(n,3)。
如果a,b,c不符合条件,必然有一对互质,一对不互质,不妨设a,b互质,b,c不互质,于是我们可以枚举b来统计所有的三元组:如果a,c互质那么这样的三元组中b,c可以互换位置;如果a,c不互质,那么a,b可以互换位置。每个答案被算了两遍。
所以只要枚举每个b,统计出k个和它不互质的,那么剩下n-1-k个就是和它互质的,那么三元组就有k*(n-1-k)/2种。
如果会快速统计1~n个数中有多少和b不互质的数,那么题目就差不多就做完了...
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怎么快速统计不互质的数呢?
对于b不超过10^5,质因子的个数不超过6个(2*3*5*7*11*13 *17>10^5)。用状压搜索质因子组成的每个因数,如果某数是该因数的倍数,那么就说明该数和b是不互质的。利用容斥原理统计出与b不互质的数的综述。
由于数据范围不超过10^5,预处理筛除出每个质数和每个质因子,复杂度为nlogn。对于具体的n个数,再筛出在n个数中以他们为倍数的数的个数也是nlogn。(代码中用cntExtend[]记录)
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#include <cstdio> #include <cstring> #include <iostream> #include <cstring> using namespace std; typedef long long LL; const int maxn = 111111; //filter prim int prim[maxn],isprim[maxn]; int primnum=0; void initprim(){ memset(isprim,-1,sizeof isprim); isprim[0]=isprim[1]=0; prim[primnum++] = 2; for(int i=4;i<maxn;i+=2){ isprim[i]=0; } for(int i=3;i<maxn;i+=2){ if(isprim[i]){ prim[primnum++]=i; for(int j=i+i;j<maxn;j+=i){ isprim[j]=0; } } } } //get factor int has[maxn]; int factor[maxn][6]; int factornum[maxn]; void getfactor(){ for(int num=2;num<maxn;num++){ int n=num,cnt = 0; for(int i=0;i<primnum;i++){ if(isprim[n]) { factor[num][cnt++]=n; break; } if(n%prim[i]==0){ factor[num][cnt++]=prim[i]; while(n%prim[i]==0){ n/=prim[i]; } } } factornum[num]=cnt; } } // count the number of factors of every number int num[maxn],cntExtend[maxn]; void factorExtend(int len){ memset(cntExtend,0,sizeof cntExtend); for(int i=1; i<maxn; i++){ for(int j=i; j<maxn; j+=i){ if(has[j]) cntExtend[i]++; } } } //for every single factor in each number, find out how many numbers is not co-prime with it LL solve(int len){ LL re = 0; for(int i=0; i<len; i++){ int n = num[i]; if(n==1) continue; int facnum = factornum[n]; LL sum=0; for(int k=(1<<facnum)-1; k>0; k--){ int mul=1,b=0; for(int j=0; j<facnum; j++){ if((1<<j) & k) { mul*=factor[n][j]; b^=1; } } if(b){ sum+=cntExtend[mul]-1; }else{ sum-=cntExtend[mul]-1; } } re+=(sum)*(len-1-sum); } return re; } int main(){ // freopen("data.in","r",stdin); int T,n,x; initprim(); getfactor(); scanf("%d",&T); while(T--){ scanf("%d",&n); memset(has,0,sizeof has); for(int i=0;i<n;i++){ scanf("%d",&x); has[x]++; num[i]=x; } factorExtend(n); LL ans = (LL)n*(n-1)*(n-2)/6 - solve(n)/2; printf("%I64d\n",ans); } }