从 [P4240 毒瘤之神的考验] 谈 OI 中的美学
感觉这题真的特别有意思,涉及了 OI 中很多非常有意思、非常美的手法,比如——平衡两部分的时间复杂度、\(n \ln n\) 的那个 Trick等等,真的一种暴力的美学。

题目大意:
多组询问,求 \(f_{n,m}=\sum\limits_{i=1}^n\sum\limits_{j=1}^m \varphi(i\cdot j)\),\(1 \le n,m \le 1e5\),\(T \le 1e4\).
解法:
这里用一个套路一点的式子:\(\varphi(i\cdot j)=\frac{\varphi(i)\cdot \varphi(j)\cdot \gcd(i,j)}{\varphi(\gcd(i,j))}\),于是我们可以得到:
\]
运用上面那个式子的意义在于现在所有的参数都在值域 \([1,\min(n,m)]\) 之内了,于是我们可以将相同的东西提出来,也就是我上一篇博客中提到的那种方法,得到:
\]
运用莫比乌斯反演得的意义在于,它把条件式又转化为了贡献式,使它可以快速球和,于是我们运用莫反,并将 \(\mu\) 提出来:
\]
遇到这样挺极致的情况,我们可以提出一个 \(T=xy\),然后枚举 \(T\) 的因数,以期实现莫反/调和级数的效果。得到:
\]
我们设 \(g(T)=\sum_{x|T} \frac{x}{\varphi(x)} \mu(\frac{T}{x})\),\(h(n,T)=\sum_{i=1}^{\left \lfloor n \right \rfloor}\varphi(iT)\),于是:
\]
注意到 \(g\) 中,\(\sum\limits x \le n \ln n\);\(h\) 中,\(nT \le n \ln n\),所以这两个东西都可以用调和级数预处理出来,于是我们有了一个 \(\Theta(nT)\) 的做法,这是调和级数的美。
考虑继续优化。因为右手边的东西含有下取整,所以我们考虑整除分块;但是这个整除分块中 \(h\) 函数同时含有这两种参数,所以我们考虑前缀和优化:
\]
这个显然过于庞大无法预处理,并且没什么办法快速求值;一旦预处理,询问只要 \(\Theta(\sqrt n)\),但是预处理会超时;一旦不预处理,那么询问会超时,所以我们考虑 平衡两部分时间复杂度。
具体来说,我们预处理 \(n\le S\) 且 \(m \le S\),的部分,复杂度 \(nS^2\);查询的时候我们暴力查询 \(\left[ 1, \left\lceil \frac{\min(n,m)}{S}\right\rceil \right]\) 的部分;其余的因为 \(\left \lfloor \frac{n}{T} \right \rfloor\) 都小于等于 \(S\),所以可以整除分块了查询。
总的时间复杂度就等于 \(\gamma = n \ln n + nS^2+T\cdot\left( \sqrt S + \frac{n}{S}\right)\),当 \(\frac{\partial \gamma}{\partial S}=2nS-\frac{Tn}{S^2}+\frac{T}{2\sqrt S}=0\) 时最优,大概是 \(S=50\),并且总的可以在 \(0.5s\) 之内跑出来,这是 平衡之美。
代码:https://www.luogu.com.cn/paste/hxjugkts.
从 [P4240 毒瘤之神的考验] 谈 OI 中的美学的更多相关文章
- 洛谷 P4240 毒瘤之神的考验 解题报告
P4240 毒瘤之神的考验 题目背景 \(\tt{Salamander}\)的家门口是一条长长的公路. 又是一年春天将至,\(\tt{Salamander}\)发现路边长出了一排毒瘤! \(\tt{S ...
- P4240 毒瘤之神的考验
题目 P4240 毒瘤之神的考验 神仙题\(emmm\) 前置 首先有一个很神奇的性质: \(\varphi(ij)=\dfrac{\varphi(i)\varphi(j)gcd(i,j)}{\var ...
- 洛谷 P4240 - 毒瘤之神的考验(数论+复杂度平衡)
洛谷题面传送门 先扯些别的. 2021 年 7 月的某一天,我和 ycx 对话: tzc:你做过哪些名字里带"毒瘤"的题目,我做过一道名副其实的毒瘤题就叫毒瘤,是个虚树+dp yc ...
- 洛谷P4240 毒瘤之神的考验 【莫比乌斯反演 + 分块打表】
题目链接 洛谷P4240 题解 式子不难推,分块打表真的没想到 首先考虑如何拆开\(\varphi(ij)\) 考虑公式 \[\varphi(ij) = ij\prod\limits_{p | ij} ...
- [luogu 4240] 毒瘤之神的考验
题目背景 Salamander的家门口是一条长长的公路. 又是一年春天将至,Salamander发现路边长出了一排毒瘤! Salamander想带一些毒瘤回家,但是,这时毒瘤当中钻出来了一个毒瘤之神! ...
- [技术]浅谈OI中矩阵快速幂的用法
前言 矩阵是高等代数学中的常见工具,也常见于统计分析等应用数学学科中,矩阵的运算是数值分析领域的重要问题. 基本介绍 (该部分为入门向,非入门选手可以跳过) 由 m行n列元素排列成的矩形阵列.矩阵里的 ...
- 浅谈OI中的底层优化!
众所周知,OI中其实就是算法竞赛,所以时间复杂度非常重要,一个是否优秀的算法或许就决定了人生,而在大多数情况下,我们想出的算法或许并不那么尽如人意,所以这时候就需要一中神奇的的东西,就是底层优化: 其 ...
- luogu 4240 毒瘤之神的考验 (莫比乌斯反演)
题目大意:略 题面传送门 果然是一道神duliu题= = 出题人的题解传送门 出题人的题解还是讲得很明白的 1.关于$\sum\limits_{i=1}^{n}\sum\limits_{j=1}^{m ...
- Luogu 4240:毒瘤之神的考验
传送门 Sol 分开考虑 \(\varphi(ij)\) 中 \(ij\) 的质因子 那么 \[\varphi(ij)=\frac{\varphi(i)\varphi(j)gcd(i,j)}{\var ...
随机推荐
- 【UE4 C++】 UnrealPak 与 Pak 的制作、挂载、加载
简介 通过 UnrealPak,可以将资源打包成 Pak 文件 Pak文件是UE4游戏生成的数据包文件. Pak 之前一般先有 Cooked 步骤,将资源烘焙为对应平台支持的资源 一般打包后的项目使用 ...
- 改善深层神经网络-week3编程题(Tensorflow 实现手势识别 )
TensorFlow Tutorial Initialize variables Start your own session Train algorithms Implement a Neural ...
- BUAA SE | 提问回顾与个人总结
项目 内容 这个作业属于哪个课程 2020春季计算机学院软件工程(罗杰 任健) 这个作业的要求在哪里 提问回顾与个人总结 我在这个课程的目标是 深入理解软件工程 这个作业在哪个具体方面帮助我实现目标 ...
- 热身训练1 ping ping ping
点此进入 题意: 一棵树,n+1 个节点,以0号节点为根,给出端点(a,b),节点a到节点b的路径上,至少有一个点是"坏掉的",求"坏掉的点"最少 分析: St ...
- Linux下有用的命令
ldd 查看依赖的动态库 加上-r可以查看未定的符号 c++ filt 通过编译换名后的函数名查找某经过编译器换名前的函数名 csh 切换c shell source .chsrc 可以刷新环境变量 ...
- 攻防世界 杂项 11.simple_transfer
题目描述: 文件里有flag,找到它. 题目分析: 文件解压后是一个抓包流量分析文件,用 wireshark 打开后,用分组字节流搜索 flag,追踪 TCP 流,可以隐约看到有 file.pdf, ...
- RGB-YUV
1,RGB 1.1 RGB说明 RGB色彩模式是工业界的一种颜色标准,是通过对红(R).绿(G).蓝(B)三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色的,RGB即是代表红.绿.蓝三个通 ...
- Windows 常用配置
安装IIS服务器 在服务器管理器中,选择"角色"添加角色 进入添加角色向导,在安装界面,选择服务器角色为:" Web服务器(IIS) " 角色服务勾选:应用程序 ...
- 第39篇-Java通过JNI调用C/C++函数
在某些情况下,Java语言需要通过调用C/C++函数来实现某些功能,因为Java有时候对这些功能显的无能为力,如想使用X86_64 的 SIMD 指令提升一下业务方法中关键代码的性能,又或者想要获取某 ...
- springmvc学习笔记(全)
SpringMVC简介 什么是MVC MVC是一种软件架构的思想,将软件按照模型.视图.控制器来划分 M: Model:模型层,指工程中的JavaBean,作用是处理数据.JavaBean分为两类: ...