CodeForces 1266 C Diverse Matrix(GCD构造)

本文介绍了一种算法,用于构造一个r*c的矩阵,确保每行和每列的最大公因子不同,且整体最大公因子最小。通过设定行和列的公因子,实现了矩阵的最优构造。

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题意: 给你 rrrccc,让你构造出来一个 r∗cr*crc 的矩阵,矩阵元素每一行的最大公因子和每一列的最大公因子不能相同,让你构造出来一个最大公因子最小的矩阵。

显而易的我们构造的矩阵的公因子就是 111r+cr+cr+c这样才能保证最大公因子最小。就让行的公因子为 1−r1-r1r ,列的公因子为 r+1,r+cr+1,r+cr+1,r+c.

AC代码:

#include <cstdio>
#include <vector>
#include <queue>
#include <cstring>
#include <cmath>
#include <map>
#include <set>
#include <string>
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <iomanip>
#include <stack>
#include <queue>
using namespace std;
#define sd(n) scanf("%d", &n)
#define sdd(n, m) scanf("%d%d", &n, &m)
#define sddd(n, m, k) scanf("%d%d%d", &n, &m, &k)
#define pd(n) printf("%d\n", n)
#define pc(n) printf("%c", n)
#define pdd(n, m) printf("%d %d", n, m)
#define pld(n) printf("%lld\n", n)
#define pldd(n, m) printf("%lld %lld\n", n, m)
#define sld(n) scanf("%lld", &n)
#define sldd(n, m) scanf("%lld%lld", &n, &m)
#define slddd(n, m, k) scanf("%lld%lld%lld", &n, &m, &k)
#define sf(n) scanf("%lf", &n)
#define sc(n) scanf("%c", &n)
#define sff(n, m) scanf("%lf%lf", &n, &m)
#define sfff(n, m, k) scanf("%lf%lf%lf", &n, &m, &k)
#define ss(str) scanf("%s", str)
#define rep(i, a, n) for (int i = a; i <= n; i++)
#define per(i, a, n) for (int i = n; i >= a; i--)
#define mem(a, n) memset(a, n, sizeof(a))
#define debug(x) cout << #x << ": " << x << endl
#define pb push_back
#define all(x) (x).begin(), (x).end()
#define fi first
#define se second
#define mod(x) ((x) % MOD)
#define gcd(a, b) __gcd(a, b)
#define lowbit(x) (x & -x)
typedef pair<int, int> PII;
typedef long long ll;
typedef unsigned long long ull;
typedef long double ld;
const int MOD = 1e9 + 7;
const double eps = 1e-9;
const ll INF = 0x3f3f3f3f3f3f3f3fll;
const int inf = 0x3f3f3f3f;
inline int read()
{
    int ret = 0, sgn = 1;
    char ch = getchar();
    while (ch < '0' || ch > '9')
    {
        if (ch == '-')
            sgn = -1;
        ch = getchar();
    }
    while (ch >= '0' && ch <= '9')
    {
        ret = ret * 10 + ch - '0';
        ch = getchar();
    }
    return ret * sgn;
}
inline void Out(int a) //Êä³öÍâ¹Ò
{
    if (a > 9)
        Out(a / 10);
    putchar(a % 10 + '0');
}

ll gcd(ll a, ll b)
{
    return b == 0 ? a : gcd(b, a % b);
}

ll lcm(ll a, ll b)
{
    return a * b / gcd(a, b);
}
///快速幂m^k%mod
ll qpow(int m, int k, int mod)
{
    ll res = 1, t = m;
    while (k)
    {
        if (k & 1)
            res = res * t % mod;
        t = t * t % mod;
        k >>= 1;
    }
    return res;
}

// 快速幂求逆元
int Fermat(int a, int p) //费马求a关于b的逆元
{
    return qpow(a, p - 2, p);
}

///扩展欧几里得
int exgcd(int a, int b, int &x, int &y)
{
    if (b == 0)
    {
        x = 1;
        y = 0;
        return a;
    }
    int g = exgcd(b, a % b, x, y);
    int t = x;
    x = y;
    y = t - a / b * y;
    return g;
}

///使用ecgcd求a的逆元x
int mod_reverse(int a, int p)
{
    int d, x, y;
    d = exgcd(a, p, x, y);
    if (d == 1)
        return (x % p + p) % p;
    else
        return -1;
}

///中国剩余定理模板
ll china(int a[], int b[], int n) //a[]为除数,b[]为余数
{
    int M = 1, y, x = 0;
    for (int i = 0; i < n; ++i) //算出它们累乘的结果
        M *= a[i];
    for (int i = 0; i < n; ++i)
    {
        int w = M / a[i];
        int tx = 0;
        int t = exgcd(w, a[i], tx, y); //计算逆元
        x = (x + w * (b[i] / t) * x) % M;
    }
    return (x + M) % M;
}
int r, c;

int main()
{
    sdd(r, c);
    if (r == 1 && c == 1)
    {
        cout << 0 << endl;
        return 0;
    }
    if (r == 1 || c == 1)
    {
        if (c == 1)
        {
            rep(i, 1, r)
            {
                cout << i + 1 << " ";
            }
        }
        else
        {
            rep(i, 1, c)
            {
                cout << i + 1 << " ";
            }
        }
        return 0;
    }
    rep(i, 1, r)
    {
        rep(j, 1, c)
        {
            cout << lcm(i, j + r) << " ";
        }
        cout << endl;
    }
    return 0;
}
### 关于Codeforces中的GCD问题 在Codeforces平台上存在多个涉及最大公约数(GCD)概念的问题。其中一道具有代表性的题目是编号为1025B的“Weakened Common Divisor”,该题由著名数学家Ildar引入了一个新的概念——弱化公因数(WCD),即对于一系列整数对列表而言的一种特殊性质[^2]。 具体到这道题目的描述如下:给出一个长度为\(n\)的数组\(a\),目标是在所有元素上加上同一个常量\(d\)之后能够找到至少两个不同的位置其值的最大公约数大于等于2,并且要使这个加上的常量尽可能小。此题的关键在于通过计算相邻两数之差来间接获取可能存在的公共因子,进而利用这些信息推导出满足条件所需的最小增量\[d\][^4]。 为了高效解决这类基于GCD的问题,在算法设计方面通常会采用一些特定技巧: - **差分遍历**:通过对原始序列做适当变换简化问题结构; - **快速求解GCD**:借助欧几里得算法迅速定位潜在候选者; - **优化查找过程**:针对所得结果进一步筛选最优方案; 下面是一个Python版本的解决方案片段用于演示如何处理上述提到的任务逻辑: ```python from math import gcd from itertools import pairwise def min_operations_to_weak_gcd(nums): diff_gcd = 0 for prev, curr in pairwise(nums): diff_gcd = gcd(diff_gcd, abs(curr - prev)) if diff_gcd == 1: return -1 factors = get_factors(diff_gcd) result = float('inf') target_modulo = nums[0] % diff_gcd for factor in factors: candidate = ((target_modulo + diff_gcd - (nums[0] % factor)) % factor) result = min(result, candidate) return int(result) def get_factors(n): """Helper function to generate all divisors.""" res = [] i = 1 while i*i <= n: if n % i == 0: res.append(i) if i != n // i: res.append(n//i) i += 1 return sorted(res)[::-1] ```
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