jzoj4392 【GDOI2016模拟3.16】幂 (分析,数学,容斥trick)

题面

这里写图片描述
a,b <= 1e9

大佬们都说这题太显然了

我比较蒟蒻,啥想法都没有
首先观察一下,对于一个 k = x a = y b = p 1 e 1 p 2 e 2 . . . ,那么 l c m ( a , b ) | e i
将指数中的lcm(a,b)提出来,, k = x 0 l c m ( a , b ) = x a = y b

这个形式告诉我们,对于任意被重复计算的 x a = y b ,我们都可以找到一个x0,使得
x = x 0 l c m ( a , b ) / a
y = x 0 l c m ( a , b ) / b ,即x,y可以被表达为同底幂。

那么,我们要计算的实际上是同底幂的0~b次方中的重复。

用总数a * b 减去 这些重复便是答案。
对于能开根的数c,我们并不需要计算他的同底幂。 因为这些重复会在他的最简底数处计算。

那么考虑如何计算。 枚举同底c,他在1~a中的幂有 c 1 , c 2 . . . c k
假如k <= 1那么不需要计算,这一部分的c > n ,c只需要枚举到 n
现在问题转化为求 c i y 中的重复,即 i y i [ 1 , k ] y [ 1 , B ] 的重复。

直接求不好搞,我们考虑分段搞。

对于区间 [ ( i 1 ) B + 1 , i B ] 之中的数x,假如x能整除[1,k]之间的一个数d,就一定能保证他能被分解为iy的形式吗?
显然不是
还要保证y <= b。 因此有 d >= i,即x必须要整除[i,k]这个区间内的某个数。 [ ( i 1 ) B + 1 , i B ] 区间具有相同特性,因此我们将它放在一起,发现这个问题只要用[i,k]中的数简单容斥一下即可求出不重个数,用kb - 不重个数即得重复个数。

但是区间内的数最多会达到30个,容斥会gg。

这时就有个trick

我们发现假如区间中有2,3,6这三个元素,那么6是不需要容斥的。 因为6的倍数能被2与3完全包含。
也即: 对于在区间中有因子的数,我们不需要加入容斥,这样的话元素的个数降到了15个。

总的时间复杂度 O ( n k 2 15 ) ,实际上sqrt n不是满的并且 随着c的增加,k减的特别快,因此能通过本题

#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cmath>
using namespace std;
typedef long long ll;
ll a,b;
ll ans;
int ksm(int x,int y) {
    int ret = 1;
    for (; y; y>>=1) {
        if (y & 1) ret = ret * x;
        x *= x;
    }
    return ret;
}
ll fen;
ll gcd(ll a,ll b) {
    return b == 0 ? a : gcd(b, a % b);
}

bool isvalid(ll c) {
    int t = c, g = 0;
    for (int i = 2; i * i <= t; i ++) if (t % i == 0) {
        int u = 0; while (t % i == 0) t /= i,u++;
        g = (g == 0) ? u : gcd(u, g);
    }
    return t != 1 || g == 1;
}

int rc[30];
void init(int a,int b) {
    rc[0] = 0;
    for (int i = a; i <= b; i++) {
        int flag = 0;
        for (int j = a; j < i; j++) if (i % j == 0) {
            flag = 1; break;
        }
        if (!flag) rc[++rc[0]] = i;
    }
}

ll L, R, ret;
void dfs(int x,int xs,ll lcm) {
    if (x > rc[0]) {
        if (lcm != 0)
            ret += xs * ((R / lcm) - (L-1) / lcm);
        return;
    }
    dfs(x + 1, xs, lcm);
    dfs(x + 1, -xs, (lcm == 0) ? rc[x] : rc[x] * lcm / gcd(lcm, rc[x]));
}

int main() {
    freopen("t3.in","r",stdin);
    cin>>a>>b; ans = 1 + (a - 1) * b;
    fen = sqrt(a);
    for (ll c = 2; c <= fen; c++) {
        if (isvalid(c)) {
            int k = 0; 
            for (ll i = c; i <= a; i *= c, k++) ;
            ll s = 0;
            for (ll i = 1; i <= k; i++) { //(i-1)B+1 ~ iB
                L = (i - 1) * b + 1, R = i * b;
                init(i, k);
                ret = 0;
                dfs(1, -1, 0);
                ans -= b - ret;
            }
        }
    }
    cout<<ans<<endl;
}

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