HDU-1695 莫比乌斯反演

时间:2022-10-26 08:52:50

这里学习一下莫比乌斯反演

翻看了很多书,发现莫比乌斯反演,准确来说不是一种固有的公式,而是一种法则。

我们定义F(n),为f(d)的和函数,而定义f(n)为某儿算术函数。

反演公式1:反演n的因子时

HDU-1695 莫比乌斯反演

HDU-1695 莫比乌斯反演

废话不用多说,直接引入题目:

HDU-1695-GCD

给出a,b,c,d,k,

问[a,b]和[c,d]区间内部有多少不同的gcd(x,y)=k的对数目。

那么我们可以把GCD(x,y)进行分解。

由于某两个数的GCD是k,那么把这两个数除以K,那么这两个数的值,一定互质。那么我们可以这样。把区间变为[a/k,b/k],找到这个区间内部,GCD(X,Y)==1的对数。

怎么用好反演函数呢??

首先我们要把F(n)和f(d)的意义赋予好的定义。

这道题要求的是对数,那么求和函数F(d)为 有多少对(x,y)满足 gcd(x,y)== d 的倍数 。f(d)为有多少对(x,y)满足 gcd(x,y)== d  。

很明显,我们需要用

HDU-1695 莫比乌斯反演

这样理解,F(n)代表gcd(x,y)==n的倍数的个数,它的值其实等于所有n的倍数d的gcd(x,y)==d组数的和。

这样我们就成功反演了。并且我们需要的是gcd(x,y)=1那么带入n=1,那么这个值就非常容易算了,我们

就只需要算当d=i时,他的F(i)是多少,这就是代码,这个区间内部,gcd(x,y)==k*i(意思是gcd(x,y)为i及其倍数的)个数,这个其实就非常简单了,n/i * m/i即可,意思是x在一个范围内所有i的倍数,乘以y能取到的所有i的倍数的个数相乘,就是答案,最后做和。不过题目忽略了(x,y)和(y,x)那么我们需要在相同区间的就是能取到(x,y)(y,x)的部分,重新计算这个值,然后除以2即可。

#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<algorithm>
#define LL long long
using namespace std;
const int maxn = +;
const int INF = 0x3f3f3f3f;
int miu[maxn];
bool vis[maxn];
int prime[maxn];
int mu[maxn];
int a,b,c,d,k;
void init(){
int M=maxn;
memset(prime,,sizeof(prime));
memset(mu,,sizeof(mu));
memset(vis,,sizeof(vis));
mu[]=;
int cnt=;
for (int i=;i<maxn;i++){
if (!vis[i]){//质数
prime[cnt++]=i;
mu[i]=-;//质数的mobius为-1
}
for (int j=;j<cnt && i*prime[j]<maxn ;j++){
vis[i*prime[j]]=;//筛掉
if (i%prime[j])mu[i*prime[j]]=-mu[i];
else {
mu[i*prime[j]]=;
break;
}
}
}
}
int main(){
int t;
scanf("%d",&t);
int ca=;
init();
while(t--){
ca++;
scanf("%d%d%d%d%d",&a,&b,&c,&d,&k);
if (k==){
printf("Case %d: 0\n",ca);
continue;
}
if (b>d)swap(b,d);
b=b/k;
d=d/k;
LL ans1=,ans2=;
for (int i=;i<=b;i++){
ans1+=(LL)mu[i]*(b/i)*(d/i);
}
for (int i=;i<=b;i++){
ans2+=(LL)mu[i]*(b/i)*(b/i);
}
printf("Case %d: %lld\n",ca,ans1-ans2/);
}
return ;
}