洛谷 P1865 A % B Problem 【树状数组,线性筛】

本文介绍了一种高效计算指定区间内质数数量的方法,利用线性筛算法和树状数组进行优化,解决了大规模数据范围下的质数计数问题。

P1865 A % B Problem


题目

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题目描述

区间质数个数

输入格式

一行两个整数 询问次数n,范围m

接下来n行,每行两个整数 l,r 表示区间

输出格式

对于每次询问输出个数 t,如l或r∉[1,m]输出 Crossing the line

数据范围和约定

对于20%的数据 1<=n<=10 1<=m<=10

对于100%的数据
1<=n<=1000
1<=m<=1000000
-10^9 <=l<=r<=10 ^9
1<=t<=1000000

分析

  1. 实际上那个l,r是用来蒙人的,真正需要计算的范围由m决定
    真正的l,r范围为[1, 1000000],即m
  2. 虽然数据范围没有看起来那么大,但是这种范围不用线性筛还是容易TLE
    详见这里
  3. 询问的是区间内质数的个数,可以用一个树状数组来统计(貌似某种超强线段树也行)
    d[i]用来统计[1…i]中的质数个数
    详见这里

AC Code

说实话我都快把线性筛忘了,成功华丽的暴了个零

#include<iostream> 
#include<cstring>

using namespace std;

const int maxn = 1000000;//最大范围
const int maxprime = 1e6;//实际上不会出现这么多素数

bool isPrime[maxn];//线性筛的数据
int prime[maxprime], n, m, t;

int d[maxn];//树状数组的数据

int lowbit(int x) {//树桩数组核心
	return x&(-x);
}

void update(int x, int v) {//在x处有v个素数(v=1)即x是素数
	while(x<=m) {
		d[x]+=v;
		x+=lowbit(x);
	}
}

int query(int x) {//查询[1...x]的素数总数
	register int sum = 0;
	while(x) {
		sum+=d[x];
		x-=lowbit(x);
	}
	return sum;
}

int main() {
	/*一点也不优的优化*/
	ios::sync_with_stdio(0);
	cin.tie(0);
	cout.tie(0);
	
	cin>>n>>m;

	/*线性筛*/
	memset(isPrime, true, sizeof isPrime);
	isPrime[0] = isPrime[1] = false;
	for(int i=2; i<=m; i++) {
		if(isPrime[i]) {
			prime[++prime[0]] = i;
			update(i, 1);//树状数组,i是素数
		}
		for(int j=1; j<=prime[0] && i*prime[j]<=m; j++) {
			isPrime[i*prime[j]] = false;
			if(i%prime[j]==0)	break;
		}
	}
	
	/*处理询问*/
	int l, r;
	for(int i=0; i<n; i++) {
		cin>>l>>r;
		/*
		越界判断:
		l或r∉[1,m]
		*/
		if(l<1||l>m) {
			cout<<"Crossing the line"<<endl;
			continue;
		}	
		if(r<1||r>m) {
			cout<<"Crossing the line"<<endl;
			continue;
		}
		/*
		输出答案,详见树桩数组的使用
		l必须-1
		*/	
		cout<<query(r)-query(l-1)<<endl;
	}
	return 0;
}
### 关于C++ P1865 A%B Problem 使用欧拉筛的解决方案 #### 问题分析 P1865 A%B Problem 是一个涉及素数筛选的经典题目,通常可以通过线性时间复杂度的 **欧拉筛法** 来高效解决。欧拉筛是一种高效的素数筛选算法,能够在 $O(n)$ 的时间内找到小于等于某个整数的所有素数。 以下是基于欧拉筛法实现该问题的具体代码和解释: --- #### 欧拉筛的核心原理 欧拉筛通过标记合数的方式排除掉所有非素数的数字,其核心在于利用最小质因数来唯一表示每一个合数。这种方法可以有效避免重复标记,从而达到线性的时间复杂度[^1]。 --- #### 实现代码 以下是一个完整的 C++ 实现代码,用于解决 P1865 A%B Problem 并结合欧拉筛法完成任务: ```cpp #include <iostream> #include <vector> using namespace std; const int MAX_N = 1e7 + 10; // 定义最大范围 bool is_prime[MAX_N]; // 是否为素数标志数组 int primes[MAX_N], cnt = 0; // 存储素数列表及其数量 // 初始化欧拉筛 void euler_sieve(int n) { fill(is_prime, is_prime + n + 1, true); is_prime[0] = is_prime[1] = false; for (int i = 2; i <= n; ++i) { if (is_prime[i]) { primes[cnt++] = i; // 记录当前素数 } for (int j = 0; j < cnt && i * primes[j] <= n; ++j) { is_prime[i * primes[j]] = false; // 标记合数 if (i % primes[j] == 0) break; // 确保每个合数只被它的最小质因子标记一次 } } } int main() { ios::sync_with_stdio(false); cin.tie(0); int a, b; cin >> a >> b; // 如果b大于a,则无解 if (b > a || !b) { cout << "-1"; return 0; } // 执行欧拉筛 euler_sieve(a); vector<int> results; for (int i = 0; i < cnt; ++i) { if (primes[i] % b != 0) continue; // 排除不满足条件的素数 results.push_back(primes[i]); } if (results.empty()) { cout << "-1"; // 若没有符合条件的结果则输出-1 } else { for (auto num : results) { cout << num << ' '; // 输出所有符合条件的素数 } } return 0; } ``` --- #### 代码说明 1. **初始化部分**: - `MAX_N` 设置了数据的最大范围。 - `is_prime[]` 数组用来记录某数值是否为素数。 - `primes[]` 数组存储所有的素数,`cnt` 统计素数的数量。 2. **欧拉筛逻辑**: - 对于每个数字 $i$,如果它是素数,则将其加入到 `primes[]` 列表中。 - 同时,对于已知的每一对 $(i, prime_j)$,计算它们的乘积并标记为合数。 - 当发现 $i \% prime_j == 0$ 时停止进一步扩展,因为更大的倍数会被后续更小的质因数覆盖。 3. **输入处理结果过滤**: - 输入 $a$ 和 $b$,判断是否存在合法解。 - 遍历所有素数,保留那些能被 $b$ 整除的部分作为最终答案。 4. **边界情况**: - 如果不存在任何符合条件的素数,则返回 `-1` 表示无解。 --- #### 时间复杂度空间复杂度 - **时间复杂度**: 欧拉筛本身是 $O(n)$ 的,因此整体效率非常高。 - **空间复杂度**: 主要由布尔型数组 `is_prime[]` 和素数存储数组决定,约为 $O(n)$。 --- ### 结论 上述代码实现了 P1865 A%B Problem 的需求,并采用了经典的欧拉筛法优化性能。此方法适用于大规模数据场景下的快速筛选操作[^1]。 --- 相关问题
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