NYOJ 1066 CO-PRIME(数论)
发布日期:2025-04-22 12:50:48 浏览次数:4 分类:精选文章

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为了解决这个问题,我们需要计算给定数组中互素数对的数量。互素数对指的是两个数的最大公约数为1的对。我们可以利用莫比乌斯函数和容斥原理来高效地解决这个问题。

方法思路

  • 莫比乌斯函数:这个函数用于帮助我们通过容斥原理来计算互素数对的数量。莫比乌斯函数 mu(d) 的值取决于 d 的质因数分解情况:

    • 如果 d 有平方因子,mu(d) = 0
    • 否则,mu(d)(-1)^k,其中 kd 的不同质因数的个数。
  • 容斥原理:我们可以利用莫比乌斯函数来计算互素数对的数量。具体来说,互素数对的数量可以表示为: [ \text{总对数} = \sum_{d=1}^{max_a} \mu(d) \times C(\text{cnt}[d], 2) ] 其中,cnt[d] 表示数组中被 d 整除的数的个数,C(cnt[d], 2) 是从 cnt[d] 个数中选出两个的组合数。

  • 步骤

    • 预计算莫比乌斯函数。
    • 统计每个数的频率。
    • 计算每个 dcnt[d],即数组中被 d 整除的数的个数。
    • 计算互素数对的数量并输出结果。
  • 解决代码

    #include 
    #include
    #include
    #include
    using namespace std;
    const int MAXN = 100010;
    int mu[MAXN];
    void compute_mobius(int n) {
    mu[1] = 1;
    vector
    is_prime(n + 1, true);
    is_prime[1] = false;
    for (int i = 2; i <= n; ++i) {
    if (is_prime[i]) {
    for (int j = i; j <= n; j += i) {
    is_prime[j] = false;
    mu[j] = -mu[j / i];
    if (j % i == 0) {
    mu[j] = 0;
    }
    }
    }
    }
    }
    int main() {
    compute_mobius(MAXN);
    while (~scanf("%d", &n)) {
    vector
    a(n); for (int i = 0; i < n; ++i) { scanf("%d", &a[i]); } int max_a = *max_element(a.begin(), a.end()); vector
    freq(max_a + 1, 0); for (int num : a) { freq[num]++; } vector
    cnt(max_a + 1, 0); for (int d = 1; d <= max_a; ++d) { for (int j = d; j <= max_a; j += d) { cnt[d] += freq[j]; } } long long ans = 0; for (int d = 1; d <= max_a; ++d) { if (cnt[d] >= 2) { ans += (cnt[d] * (cnt[d] - 1) / 2) * mu[d]; } } cout << ans << endl; } return 0; }

    代码解释

  • 预计算莫比乌斯函数:使用筛法预计算 mu 数组,标记每个数的质因数情况。
  • 读取输入:读取每个测试用例的数据,包括数组 a
  • 频率统计:统计数组中每个数的出现次数。
  • 计算 cnt 数组:统计每个 d 的倍数出现次数。
  • 计算互素数对数量:利用莫比乌斯函数和容斥原理计算互素数对的数量并输出结果。
  • 这种方法高效地解决了问题,能够在合理的时间和空间复杂度内处理大规模输入。

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    哈哈,博客排版真的漂亮呢~
    [***.90.31.176]2025年04月05日 18时24分14秒

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