省选专练SDOI2015约数个数和

本文介绍了一种高效计算与质因数分解和莫比乌斯函数相关的数学问题的方法。通过预处理得到莫比乌斯函数及其前缀和,用于快速求解涉及约数个数的问题。


然后对于trunc(N/D)只有根号n个解,跳就完了。

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<algorithm>
#include<cmath>
#include<cstring>
using namespace std;
#define ll long long 
const int MAXN=55000;
bool vis[60000]={0};
ll prim[60000]={0};
ll cnt=0;
ll mu[60000]={0};//莫比乌斯函数 
ll sum_mu[60000]={0};//莫比乌斯函数的前缀和 
ll sum_f[60000]={0};//约数的前缀和 
ll e[60000]={0};//当前最大此项质因数的系数 
ll f[60000]={0};//约束和 
void prime_pre(){
	mu[1]=e[1]=f[1]=1;
	for(ll i=2;i<=MAXN;i++){
		if(!vis[i]){
			cnt++;
			prim[cnt]=i;
			f[i]=2;
			mu[i]=-1;
			e[i]=1;
		}
		for(ll j=1;j<=cnt&&prim[j]*i<=MAXN;j++){
			vis[prim[j]*i]=1;
			if(i%prim[j]==0){
				f[i*prim[j]]=f[i]/(e[i]+1)*(e[i]+2);
				e[i*prim[j]]=e[i]+1;
				break;
			}
			mu[i*prim[j]]=-mu[i];
			f[i*prim[j]]=f[i]*f[prim[j]];
			e[i*prim[j]]=1;
		} 
	}
	for(ll i=1;i<=MAXN;i++){
		sum_mu[i]=sum_mu[i-1]+mu[i];
		sum_f[i]=sum_f[i-1]+f[i];
	}
}
int main(){
	ll T;
	scanf("%lld",&T);
	prime_pre();
	while(T--){
		ll n,m;
		scanf("%lld%lld",&n,&m);
		if(n>m){
			swap(n,m);
		}
		ll ans=0;
		for(ll i=1,nxt;i<=n;i=nxt+1){
			nxt=min(n/(n/i),m/(m/i));
			ans+=(sum_mu[nxt]-sum_mu[i-1])*sum_f[n/i]*sum_f[m/i];
			
		}
		printf("%lld\n",ans);
	}	
}

### 计算一个整数的约数个数及所有约数 要计算一个整数的约数个数及其所有约数,可以采用两种不同的方法:**暴力枚举法****质因数分解法**。后者在处理大整数时效率更高。 #### 暴力枚举法 对于一个正整数 $ n $,可以通过遍历从 1 到 $ \sqrt{n} $ 的所有整数来判断是否是其约数。 - **约数个数**:每找到一个小于 $ \sqrt{n} $ 的因数 $ i $,若 $ i \neq n/i $,则 $ n $ 同时具有 $ i $ $ n/i $ 两个因数,因此每次找到因数时可以将计数加 2;若 $ i = n/i $,则只加 1。 - **约数**:同理,每次找到因数时,将 $ i $ $ n/i $(如果不同)加入总中。 ```c #include <stdio.h> #include <math.h> int main() { int n, i, count = 0, sum = 0; printf("请输入一个整数:"); scanf("%d", &n); for (i = 1; i <= sqrt(n); i++) { if (n % i == 0) { if (i == n / i) { count += 1; sum += i; } else { count += 2; sum += i + n / i; } } } printf("约数个数:%d\n", count); printf("约数:%d\n", sum); return 0; } ``` 该方法适用于较小的整数,时间复杂度为 $ O(\sqrt{n}) $。 #### 质因数分解法 若已知整数 $ n $ 的质因数分解为: $$ n = p_1^{a_1} \cdot p_2^{a_2} \cdot \ldots \cdot p_k^{a_k} $$ 则: - **约数个数**:$$ \text{count} = (a_1 + 1)(a_2 + 1)\ldots(a_k + 1) $$ - **约数**:$$ \text{sum} = (1 + p_1 + p_1^2 + \ldots + p_1^{a_1})(1 + p_2 + p_2^2 + \ldots + p_2^{a_2})\ldots(1 + p_k + p_k^2 + \ldots + p_k^{a_k}) $$ 例如,对于 $ n = 20 = 2^2 \cdot 5^1 $,其约数个数为 $ (2+1)(1+1) = 6 $,约数为 $ (1+2+4)(1+5) = 7 \cdot 6 = 42 $ [^2]。 该方法适用于已知质因数分解的场景,计算效率更高。 #### 示例:质因数分解后计算 ```python def divisor_count_and_sum(n): count = 1 sum_divisors = 1 i = 2 while i * i <= n: exponent = 0 while n % i == 0: n //= i exponent += 1 count *= (exponent + 1) sum_powers = 0 for j in range(exponent + 1): sum_powers += i ** j sum_divisors *= sum_powers i += 1 if n > 1: count *= 2 sum_divisors *= (1 + n) return count, sum_divisors # 示例 print(divisor_count_and_sum(20)) # 输出:(6, 42) ``` ###
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