SPOJ LGLOVE 7488 LCM GCD Love (区间更新,预处理出LCM(1,2,...,n))

时间:2021-08-13 22:16:56

题目连接:http://www.spoj.com/problems/LGLOVE/

题意:给出n个初始序列a[1],a[2],...,a[n],b[i]表示LCM(1,2,3,...,a[i]),即1~a[i]的最小公倍数
  然后给出三种操作,注意:0<=i,j<n
  0 i j p :a[i]~a[j]都加上p
  1 i j :求LCM(b[i],b[i+1],...,b[j])
  2 i j :求GCD(b[i],b[i+1],...,b[j])

思路:
  求LCM(b[i],b[i+1],...,b[j]),也就是求LCM(1,2,...a[i]),LCM(1,2,...a[i+1]),...,LCM(1,2,...a[j]),这些数的最小公倍数
  如果细心的话可以发现,对于LCM(1,2,...,n1),LCM(1,2,...,n2)
  假设n1<n2,那么LCM(1,2,...,n2)必定是LCM(1,2,...,n1)的倍数;反过来,LCM(1,2,...,n1)必定是LCM(1,2,...,n2)的约数。
  因此针对操作1,其实就是求max(a[i],...,a[j]),设为maxval,然后求出LCM(1,2,...,maxval)即可。
  针对操作2,其实就是求min(a[i],...,a[j]),设为minval,然后求出LCM(1,2,...,minval)即可。

  到此,线段树方面的已经解决了,也就是只要存储该区间的最大值和最小值就行了。
  接下来的话,就是如何预处理出LCM(1,2,...,n)了。
  设z[n]=LCM(1,2,...,n),那么我们可以用下面方式来预处理出所有值:
  z[n]=LCM(z[n-1],n)

  LCM(z[n-1],n)=(z[n-1]*n)/GCD(z[n-1],n)
  而如果就按照这个公式这么做的话,由于最后是求模,首先要将除法的求模改成乘逆,即若a=b/c,那么a%mod=b*c^(m-2)%mod,
  然后用到快速幂,再用辗转相除法。。。不用说,也知道,肯定会TLE!!!

  

  再深入想想,n可以化为p1^a1 * p2^a2 * ... pk^ak,p1,p2,...,pk为n的质因数
  从n的质因式分解中取出一个pi,剩下的设为m,注意m<n,那么n=m*pi
  因为z[n-1]=LCM(1,2,...,n-1),而m<=n-1,所以z[n-1]必定是m的倍数,设z[n-1]=a*m这样的话
  即转化为 LCM(z[n-1],n)=LCM(z[n-1],m*pi)=z[n-1]*m*pi/GCD(z[n-1],m*pi)
  而GCD(z[n-1],m*pi)=m*GCD(a,pi)
  所以LCM(z[n-1],n)=z[n-1]*pi/GCD(a,pi)
  1.若pi与a互质,即pi是这么一个数:在1~n-1中不存在pi这么个质因数,或者存在了,但是个数不够,还要乘一次
    z[n]=z[n-1]*pi
  2.若pi与a不互质,即z[n-1]中pi的个数与n中的个数相同,也就是说n中所有的因子都在z[n-1]中了,那么
    z[n]=z[n-1]

  对于每个质因数,设为p,那么p出现第一次,p^2出现第二次,p^3出现第三次...
  那么我们只要在它第i次出现的时候,结果乘上它就行。
  具体操作是和素数筛选法同时进行的,还是见代码吧。

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <algorithm>
#include <string.h>
#define lson rt<<1,L,mid
#define rson rt<<1|1,mid+1,R using namespace std;
const int INF=0x3f3f3f3f;
const int mod=;
const int maxn=;
long long z[maxn*]; //z[i]=LCM(1,2,...,i)
int n,m;
int maxval,minval;
/*
预处理z[i]
z[i]=LCM(1,2,3,...,i) 1<=i<=300000
*/
void init(){
memset(z,,sizeof(z));
z[]=; //0的话,最小公倍数为0
z[]=;
for(int i=;i<maxn*;i++){
if(z[i]==){
for(int j=*i;j<maxn*;j+=i)
z[j]=;
for(int j=i;j<maxn*;j*=i)
z[j]=i; //在i^m 的位置都先设为i,到时只要乘上就行
}
z[i]*=z[i-];
z[i]%mod;
}
} struct Node{
int maxv,minv; //存储区间的最大值,最小值
int add;
int lazy;
}tree[maxn<<]; void pushUp(int rt){
tree[rt].maxv=max(tree[rt<<].maxv,tree[rt<<|].maxv);
tree[rt].minv=min(tree[rt<<].minv,tree[rt<<|].minv);
}
void pushDown(int rt){
if(tree[rt].lazy){
tree[rt<<].add+=tree[rt].add;
tree[rt<<|].add+=tree[rt].add;
tree[rt<<].maxv+=tree[rt].add;
tree[rt<<].minv+=tree[rt].add; //一开始漏写了。。。
tree[rt<<|].maxv+=tree[rt].add; //一开始漏写了。。。
tree[rt<<|].minv+=tree[rt].add;
tree[rt<<].lazy=tree[rt<<|].lazy=true;
tree[rt].lazy=false;
tree[rt].add=;
}
}
void build(int rt,int L,int R){
tree[rt].lazy=false;
tree[rt].add=;
if(L==R){
int v;
scanf("%d",&v);
tree[rt].maxv=tree[rt].minv=v;
return;
}
int mid=(L+R)>>;
build(lson);
build(rson);
pushUp(rt);
} void update(int rt,int L,int R,int l,int r,int c){
if(l<=L&&R<=r){
tree[rt].maxv+=c;
tree[rt].minv+=c;
tree[rt].add+=c;
tree[rt].lazy=true;
return;
}
int mid=(L+R)>>;
pushDown(rt);
if(l<=mid)
update(lson,l,r,c);
if(r>mid)
update(rson,l,r,c);
pushUp(rt);
} void query(int rt,int L,int R,int l,int r,int op){
if(l<=L&&R<=r){
if(op==){
maxval=max(maxval,tree[rt].maxv);
}
else{
minval=min(minval,tree[rt].minv);
}
return;
}
pushDown(rt);
int mid=(L+R)>>;
if(l<=mid)
query(lson,l,r,op);
if(r>mid)
query(rson,l,r,op);
return;
}
int main()
{
init();
int op,a,b,p;
scanf("%d%d",&n,&m);
build(,,n);
for(int i=;i<=m;i++){
scanf("%d",&op);
if(op==){
scanf("%d%d%d",&a,&b,&p);
a++;
b++;
update(,,n,a,b,p);
}
else if(op==){
maxval=-INF;
scanf("%d%d",&a,&b);
a++;b++;
query(,,n,a,b,op);
if(maxval==)
printf("0\n");
else
printf("%lld\n",z[maxval]);
}
else{
minval=INF;
scanf("%d%d",&a,&b);
a++;b++;
query(,,n,a,b,op);
if(minval==)
printf("0\n");
else
printf("%lld\n",z[minval]);
}
}
return ;
}