Problem Description

Given a number N, you are asked to count the number of integers between A and B inclusive which are relatively prime to N.
Two integers are said to be co-prime or relatively prime if they have no common positive divisors other than 1 or, equivalently, if their greatest common divisor is 1. The number 1 is relatively prime to every integer.

Input

The first line on input contains T (0 < T <= 100) the number of test cases, each of the next T lines contains three integers A, B, N where (1 <= A <= B <= 1015) and (1 <=N <= 109).

Output

For each test case, print the number of integers between A and B inclusive which are relatively prime to N. Follow the output format below.

Sample Input

2
1 10 2
3 15 5

Sample Output

Case #1: 5
Case #2: 10

Hint

In the first test case, the five integers in range [1,10] which are relatively prime to 2 are {1,3,5,7,9}.

解题思路:求区间[A,B]与N互质的数的个数,我们可以从其对立面来考虑:分别求区间[1,A-1]、区间[1,B]中与N不互质的数的个数为num1、num2,那么区间[A,B]与N互质的数的个数就有(B-num2)-(A-1-num1)。怎么求出区间[1,X]与N不互质的数的个数呢?先分解出N的所有素因子,然后用这些素因子来筛选计算出区间[1,X]中与N不互质的数的个数即X/p_i(p_i为素因子,X为区间右端点),因为任何一个不小于2的数都能表示成若干个素数的乘积,这样就得到区间[1,X]中是素因子的倍数的个数,但为了不重复和不遗漏计数,应采用容斥定理,公式:,其中选择某几个素因子可以看成是二进制对应bit上的1,如果当前所选个数为奇数,符号为正,否则为负。注意:容斥计数x/p_i中p_i是几个素数的最小公倍数,由于素数之间是互质的,所以可以直接相乘起来作为其最小公倍数。
AC代码:
 #include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long LL;
int t,cnt,prime[];LL a,b,n;
LL solve(LL x){//求与n不互质的总个数
int num;LL ans=,tp;
for(int i=;i<(<<cnt);++i){//用二进制来表示每个质因子是否被使用,即有2^cnt-1种可能,此时cnt较小,题目中1e9最多也就8个素因子,二进制优化
tp=,num=;
for(int j=;j<cnt;++j)
if(i&(<<j))num++,tp*=prime[j];//表示选择哪几个素因子
if(num&)ans+=x/tp;//奇加
else ans-=x/tp;//偶减
}
return x-ans;
}
int main(){
while(~scanf("%d",&t)){
for(int i=;i<=t;++i){
scanf("%lld%lld%lld",&a,&b,&n);cnt=;
for(LL j=;j*j<=n;++j){//求出n内的所有质因子
if(n%j==){
prime[cnt++]=j;
while(n%j==)n/=j;
}
}
if(n>)prime[cnt++]=n;
printf("Case #%d: %lld\n",i,solve(b)-solve(a-));//区间差
}
}
return ;
}

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