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2020-2021:teams:legal_string:jxm2001:数论_1

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2020-2021:teams:legal_string:jxm2001:数论_1 [2020/07/02 20:05]
jxm2001
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 ==== 算法简介 ==== ==== 算法简介 ====
  
-数论分块用于解决形如 $\sum_{i=1}^n \lfloor \frac ni\rfloor$ 的问题,时间复杂度 $O(\sqrt n)$。+数论分块用于解决形如 $\sum_{i=1}^n ​a_if(\lfloor \frac ni\rfloor)$ 的问题,通过预处理 $a_i$ 前缀和,可以把时间复杂度降到  ​$O(\sqrt n)$。
  
 ==== 算法思想 ==== ==== 算法思想 ====
行 77: 行 77:
 <hidden 查看代码>​ <hidden 查看代码>​
 <code cpp> <code cpp>
-#include <​cstdio>​ 
-#include <​iostream>​ 
-#include <​vector>​ 
-#include <​algorithm>​ 
-#include <​cstring>​ 
-#include <​cctype>​ 
-#include <​queue>​ 
-#include <​cmath>​ 
-#define _for(i,a,b) for(int i=(a);​i<​(b);​++i) 
-#define _rep(i,a,b) for(int i=(a);​i<​=(b);​++i) 
-#define mem(a,b) memset((a),​(b),​sizeof(a)) 
-using namespace std; 
-typedef long long LL; 
-inline int read_int(){ 
- int t=0;bool sign=false;​char c=getchar();​ 
- while(!isdigit(c)){sign|=c=='​-';​c=getchar();​} 
- while(isdigit(c)){t=(t<<​1)+(t<<​3)+(c&​15);​c=getchar();​} 
- return sign?-t:t; 
-} 
-inline LL read_LL(){ 
- LL t=0;bool sign=false;​char c=getchar();​ 
- while(!isdigit(c)){sign|=c=='​-';​c=getchar();​} 
- while(isdigit(c)){t=(t<<​1)+(t<<​3)+(c&​15);​c=getchar();​} 
- return sign?-t:t; 
-} 
-inline void write(LL x){ 
- register char c[21],​len=0;​ 
- if(!x)return putchar('​0'​),​void();​ 
- if(x<​0)x=-x,​putchar('​-'​);​ 
- while(x)c[++len]=x%10,​x/​=10;​ 
- while(len)putchar(c[len--]+48);​ 
-} 
-inline void space(LL x){write(x),​putchar('​ ');} 
-inline void enter(LL x){write(x),​putchar('​\n'​);​} 
 LL pre_s(int k){return 1LL*k*(k+1)/​2;​} LL pre_s(int k){return 1LL*k*(k+1)/​2;​}
-LL cal(int ​n,int k){+LL cal(int ​i,int n){
  LL ans=0;  LL ans=0;
  int lef=1,​rig=0;​  int lef=1,​rig=0;​
- while(lef<​=n){ + while(lef<​=i){ 
- rig=min(n,k/(k/lef)); + rig=min(i,n/(n/lef)); 
- ans+=(pre_s(rig)-pre_s(lef-1))*(k/lef);+ ans+=(pre_s(rig)-pre_s(lef-1))*(n/lef);
  lef=rig+1;​  lef=rig+1;​
  }  }
行 126: 行 92:
  LL n=read_int(),​k=read_int();​  LL n=read_int(),​k=read_int();​
  enter(n*k-cal(min(n,​k),​k));​  enter(n*k-cal(min(n,​k),​k));​
 + return 0;
 +}
 +</​code>​
 +</​hidden>​
 +
 +==== 算法练习 ====
 +
 +[[https://​www.luogu.com.cn/​problem/​P2260|洛谷p2260]]
 +
 +=== 题意 ===
 +
 +求 \begin{equation}\sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^m [i\ne j](n\ mod\ i)\ast (m\ mod\ j)\pmod {19940417}\end{equation}
 +
 +=== 题解 ===
 +
 +不妨设 $n\le m$。
 +
 +\begin{equation}\sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^m [i\ne j](n\ mod\ i)\ast (m\ mod\ j)=\sum_{i=1}^n (n\ mod\ i)\ast\sum_{j=1}^m (m\ mod\ j)-\sum_{i=1}^n (n\ mod\ i)\ast (m\ mod\ i)\end{equation}
 +
 +前面两项解法同模板题,主要关注最后一项。
 +
 +\begin{equation}\sum_{i=1}^n (n\ mod\ i)\ast (m\ mod\ i)=\sum_{i=1}^n n\ast m-n\ast i\ast \lfloor\frac mi\rfloor-m\ast i\ast \lfloor\frac ni\rfloor+i^2\ast\lfloor\frac ni\rfloor\ast\lfloor \frac mi\rfloor\end{equation}
 +
 +类似的,也可以用数论分块解决,注意这条式子的最后一项需要同时处理 $n$ 和 $m$ 的分块边界。
 +
 +<hidden 查看代码>​
 +<code cpp>
 +const int mod=19940417;​
 +LL inv6;
 +LL exgcd(LL a,LL b,LL &tx,LL &ty){
 + if(b==0){
 + tx=1,​ty=0;​
 + return a;
 + }
 + LL re=exgcd(b,​a%b,​ty,​tx);​
 + ty-=a/​b*tx;​
 + return re;
 +}
 +LL pre_s_1(int k){return 1LL*k*(k+1)/​2%mod;​}
 +LL s_1(int lef,int rig){return (pre_s_1(rig)-pre_s_1(lef-1))%mod;​}
 +LL pre_s_2(int k){return 1LL*k*(k+1)%mod*(2*k+1)%mod*inv6%mod;​}
 +LL s_2(int lef,int rig){return (pre_s_2(rig)-pre_s_2(lef-1))%mod;​}
 +LL cal_1(int i,int n){
 + LL ans=0;
 + int lef=1,​rig=0;​
 + while(lef<​=i){
 + rig=min(i,​n/​(n/​lef));​
 + ans=(ans+s_1(lef,​rig)*(n/​lef)%mod)%mod;​
 + lef=rig+1;​
 + }
 + return ans;
 +}
 +LL cal_2(int i,int n,int m){
 + LL ans=0;
 + int lef=1,​rig=0;​
 + while(lef<​=i){
 + rig=min(i,​min(n/​(n/​lef),​m/​(m/​lef)));​
 + ans=(ans+s_2(lef,​rig)*(n/​lef)%mod*(m/​lef)%mod)%mod;​
 + lef=rig+1;​
 + }
 + return ans;
 +}
 +int main()
 +{
 + LL n=read_int(),​m=read_int(),​ans,​t;​
 + if(n>m)
 + swap(n,m);
 + exgcd(6,​mod,​inv6,​t);​
 + inv6%=mod;
 + ans=(n*n-cal_1(n,​n))%mod*((m*m-cal_1(m,​m))%mod)%mod;​
 + ans=(ans-n*n%mod*m%mod)%mod;​
 + ans=(ans+n*cal_1(n,​m)%mod)%mod;​
 + ans=(ans+m*cal_1(n,​n)%mod)%mod;​
 + ans=(ans-cal_2(n,​n,​m))%mod;​
 + ans=(ans+mod)%mod;​
 + enter(ans);​
  return 0;  return 0;
 } }
 </​code>​ </​code>​
 </​hidden>​ </​hidden>​
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