BZOJ2005: [Noi2010]能量采集(欧拉函数)
Description
栋栋有一块长方形的地,他在地上种了一种能量植物,这种植物可以采集太阳光的能量。在这些植物采集能量后,
栋栋再使用一个能量汇集机器把这些植物采集到的能量汇集到一起。 栋栋的植物种得非常整齐,一共有n列,每列
有m棵,植物的横竖间距都一样,因此对于每一棵植物,栋栋可以用一个坐标(x, y)来表示,其中x的范围是1至n,
表示是在第x列,y的范围是1至m,表示是在第x列的第y棵。 由于能量汇集机器较大,不便移动,栋栋将它放在了
一个角上,坐标正好是(0, 0)。 能量汇集机器在汇集的过程中有一定的能量损失。如果一棵植物与能量汇集机器
连接而成的线段上有k棵植物,则能量的损失为2k + 1。例如,当能量汇集机器收集坐标为(2, 4)的植物时,由于
连接线段上存在一棵植物(1, 2),会产生3的能量损失。注意,如果一棵植物与能量汇集机器连接的线段上没有植
物,则能量损失为1。现在要计算总的能量损失。 下面给出了一个能量采集的例子,其中n = 5,m = 4,一共有20
棵植物,在每棵植物上标明了能量汇集机器收集它的能量时产生的能量损失。 在这个例子中,总共产生了36的能
量损失。
Input
仅包含一行,为两个整数n和m。
Output
仅包含一个整数,表示总共产生的能量损失。
Sample Input
【样例输入1】
5 4
【样例输入2】
3 4
Sample Output
【样例输出1】
36
【样例输出2】
20
对于100%的数据:1 ≤ n, m ≤ 100,000。
点(i,j)的损失值为\(2*gcd(i,j)-1\),所有在n行m列区域内的总损失值为:
\]
\]
也就是说我们只需求解出\(\sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^mgcd(i,j)\),即可解决这个问题。
因为一个数的所有因子的欧拉函数之和等于这个数。
\]
可转换为
\]
上式交换顺序可得
\]
因为\(\sum_{i=1}^nd|i=n/d\),\(1\)到\(n\)中能被d整除的有\(n/d\)个,所以上式等于
\]
所以我们只需要预处理\(1e5\)以内的欧拉函数即可。
代码
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define ll long long
const int N=1e5+10;
ll phi[N];
void init(int n)
{
for(int i=1;i<=n;i++)
{
phi[i]=i;
}
for(int i=2;i<=n;i++)
{
if(phi[i]==i)
{
for(int j=i;j<=n;j+=i)
{
phi[j]=phi[j]/i*(i-1);
}
}
}
}
int main()
{
ll n,m;
ll ans=0;
cin>>n>>m;
init(1e5);
for(ll d=1;d<=min(n,m);d++)
{
ans+=(n/d)*(m/d)*phi[d];
}
ans=ans*2;
ans-=n*m;
cout<<ans<<"\n";
return 0;
}
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