Educational Codeforces Round 106 (Rated for Div. 2) D. The Number of Pairs (gcd,计数问题)

该博客探讨了一道编程竞赛题目,涉及数论中的最大公约数(GCD)和最小公倍数(LCM)概念。作者提出,通过将问题转化为寻找特定数的因子组合,可以利用数的质因数分解预处理优化算法。文章详细解释了如何将原问题简化,并给出复杂度为O(N + sqrt(x) * log(m))的解决方案,其中N为数的质因子个数上限,x为给定的参数,m为最大质因子。代码实现中包含了预处理质因子和计算2的幂次的过程。

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题目链接:https://codeforces.com/problemset/problem/1499/D
题意:给三个正整数c,d,xc,d,xc,d,x,求有多少对(a,b)(a,b)(a,b)满足c∗lcm(a,b)−d∗gcd(a,b)=xc*lcm(a,b)-d*gcd(a,b)=xclcm(a,b)dgcd(a,b)=x
思路:我们可以看到左边的式子有一个因子为gcd(a,b)gcd(a,b)gcd(a,b),所以x应该为gcd(a,b)gcd(a,b)gcd(a,b)的倍数,我们把式子两边同时除gcd(a,b)gcd(a,b)gcd(a,b)得到
c∗(lcm(a,b)/gcd(a,b))−d=x/gcd(a,b)c*(lcm(a,b)/gcd(a,b))-d=x/gcd(a,b)c(lcm(a,b)/gcd(a,b))d=x/gcd(a,b)
对于gcd(a,b)gcd(a,b)gcd(a,b)我们可以枚举x的因子ttt作为gcd(a,b)gcd(a,b)gcd(a,b),并且设lcm(a,b)/gcd(a,b)=klcm(a,b)/gcd(a,b)=klcm(a,b)/gcd(a,b)=k,得到:
c∗k−d=x/tc*k-d=x/tckd=x/t
此时:问题就转化为:已知gcd(a,b)=t,lcm(a,b)/gcd(a,b)=kgcd(a,b)=t,lcm(a,b)/gcd(a,b)=kgcd(a,b)=t,lcm(a,b)/gcd(a,b)=k求有多少对(a,b)满足条件,我们发现:k应该是两个互质的数的乘积,此时问题可以转化为:kkk可以写为几对互质的数的乘积?这个问题就很简单了,对于一个质因子个数为p的数k它可以写为2p2^p2p对互质的数的乘积(每个质因子都可能放在左边或者右边)
这时问题就解决了.计算复杂度:对每个数的质因子个数可以O(N)预处理.枚举因子O(sqrt(x))O(sqrt(x))O(sqrt(x)),每次计算2的幂次是O(log(p))O(log(p))O(log(p)),总复杂度为O(N+t∗sqrt(x)∗log(m))O(N+t*sqrt(x)*log(m))O(N+tsqrt(x)log(m)) m=max(p)m=max(p)m=max(p)
代码:

#include<bits/stdc++.h>
#define ll long long
using namespace std;
const int N=2e7+7;
ll c,d,x;
ll p[N],st[N],f[N],cnt;
void init(int n)
{
    for (int i = 2; i <= n; i ++ )
    {
        if (!st[i])
        {
            p[cnt ++ ] = i;
            f[i] = 1;
        }
        for (int j = 0; p[j] *i<= n; j ++ )
        {
            int t = p[j] * i;
            st[t] = true;
            if (i % p[j] == 0)
            {
                f[t] = f[i];
                break;
            }
            f[t] = f[i] + 1;
        }
    }
}
ll cal(ll x)
{
	if((x+d)%c) return 0;
	else 
	{
//		printf("x:%lld  %lld\n",x,(x+d)/c);
		return 1ll<<f[(x+d)/c];
	}
}
int main()
{
	ll t;
	scanf("%lld",&t);
	init(N-7);
//	for(int i=1;i<=20;i++) printf("%lld ",f[i]);
//	printf("\n");
	while(t--)
	{
		scanf("%lld%lld%lld",&c,&d,&x);
		ll ans=0;
		for(ll i=1;i*i<=x;i++)
		{
			if(x%i==0)
			{
				ans+=cal(i);
//				printf("ans:%lld\n",ans);
				if(i*i!=x) ans+=cal(x/i);
//				printf("ans:%lld\n",ans);
			}
		}
		printf("%lld\n",ans);
	}
}
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