BZOJ 2005 [Noi2010]能量采集 (容斥)
2015-08-16 16:26
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[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
仅包含一行,为两个整数n和m。Output
仅包含一个整数,表示总共产生的能量损失。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。
题目链接:http://www.lydsy.com/JudgeOnline/problem.php?id=2005
题目分析:首先不难发现点(x,y)和(0,0)点之间的植物个数为gcd(x,y)-1,因此题目要求的实际上就是Σi(1-n)Σj(1-m) [2 * (gcd(i, j) - 1) - 1],化简一下得 2 * Σi(1-n)Σj(1-m) gcd(i, j) - n * m,现在问题就是如何快速求Σi(1-n)Σj(1-m) gcd(i, j),可以用莫比乌斯反演搞,不过直接nlogn的容斥就可以了,cnt[i]记录的是最大公约数为i的二元组个数,首先(n
/ i) * (m / i)是所有以i为公约数的二元组个数 那么拿cnt[i]减去所有的cnt[j](j为i的倍数),剩下的就是所有以i为最大公约数的二元组个数,注意这里枚举约数时要倒序,因为我们要用小的减大的,要保证大的已经算出来了,然后按照公式计算即可,注意要用long long
#include <cstdio> #include <cstring> #include <algorithm> #define ll long long using namespace std; int const MAX = 1e5 + 5; ll cnt[MAX]; int main() { ll ans = 0; memset(cnt, 0, sizeof(cnt)); ll n, m; scanf("%lld %lld", &n, &m); if(n < m) swap(n, m); for(int i = n; i >= 1; i--) { cnt[i] = (ll) (n / i) * (m / i); for(int j = i * 2; j <= n; j += i) cnt[i] -= cnt[j]; ans += i * cnt[i]; } printf("%lld\n", 2 * ans - n * m); }
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