POJ 2773 Happy 2006 欧拉函数+区间

Happy 2006 Time Limit: 3000MS   Memory Limit: 65536K Total Submissions: 14003   Accepted: 4946 Description Two positive integers are said to be relatively prime to each other if the Great Common Divisor (GCD) is 1. For instance, 1, 3, 5, 7, 9...are all relatively prime to 2006.  Now your job is easy: for the given integer m, find the K-th element which is relatively prime to m when these elements are sorted in ascending order.  Input The input contains multiple test cases. For each test case, it contains two integers m (1 <= m <= 1000000), K (1 <= K <= 100000000). Output Output the K-th element in a single line. Sample Input 2006 1 2006 2 2006 3 Sample Output 1 3 5 Source POJ Monthly--2006.03.26,static

算法分析：

题意：

给你m和k，求第k个与m互质的数。

分析：

第一种做法：时间：1750ms

在1~m之间有phi[m]（phi[m]是m的欧拉函数）个数与m互质，而在m+1~2*m之间也有phi[m]个数与m互质，（假设2与m互质，2+m肯定与m互质，所以与m互质的数挨个相加即可）且在n*m+1~(n+1)*m之间也有phi[m]个数与m互质，并且这phi[m]个数与在1~m之间的phi[m]个数是相互对应的。

所以我们先求出1~m之间的phi[m]，然后直接跳到相应的区间，然后开始枚举，优化了时间。

第二做法：(第一种做法的公式版）时间：2470ms

gcd(a+b*k, b) = gcd(b, a%b)， gcd(a, b) = gcd(b, a%b)， k为常数。

这表明了：对于与b互素的数，他们对b取模的余数会周期性出现。 那么我们就只需要计算出在b的范围内， 与b互素的数有哪些就可以了。

然后看第k个与b互素的数是在第几个周期的第几个就可以了。（注意：刚好在周期末时， 需要特判）

做法三：点这里  24ms

代码实现：

方法一：

#include<cstdio>  
#include<cstring>  
#include<cstdlib>  
#include<cctype>  
#include<cmath>  
#include<iostream>  
#include<sstream>  
#include<iterator>  
#include<algorithm>  
#include<string>  
#include<vector>  
#include<set>  
#include<map>  
#include<stack>  
#include<deque>  
#include<queue>  
#include<list> 
using namespace std;
typedef long long ll;
const int N=1000010;
int prime[N],mark[N];//prime是素数数组，mark为标记不是素数的数组
int tot,phi[N];//phi为φ(),tot为1~i现求出的素数个数
void getphi(){
    phi[1]=1;//φ(1)=1
    for(int i=2;i<=N;i++){//从2枚举到N
        if(!mark[i]){//如果是素数
            prime[++tot]=i;//那么进素数数组，指针加1
            phi[i]=i-1;//根据性质1所得
        }
        for(int j=1;j<=tot;j++){//从现求出素数枚举
            if(i*prime[j]>N) break;//如果超出了所求范围就没有意义了
            mark[i*prime[j]]=1;//标记i*prime[j]不是素数
            if(i%prime[j]==0){//应用性质2
                phi[i*prime[j]]=phi[i]*prime[j];break;
            }
            else phi[i*prime[j]]=phi[i]*phi[prime[j]];//应用性质3
        }
    }
}
ll gcd(ll a,ll b) { return b == 0 ? a : gcd(b, a % b); }
int main()
{
	int n,m;
	getphi();
    while(scanf("%d%d",&n,&m)!=EOF)
	{
	
	 int k=m/phi[n];     
	 if(m%phi[n]==0) k--;    //k记录前面有多少个区间，区间是从0开始的
	 m=m-k*phi[n];            //m表示在第k个区间第几个数
	 ll num=n*k+1;             //k区间第一个数
	 ll i,ans;
	 
	 for(i=num;m!=0;i++)
	 	if(gcd(n,i)==1)
	 {
	 	ans=i;
	 	m--;
	 }
	   printf("%lld\n",ans);
	}
}

方法二：

#include<cstdio>  
#include<cstring>  
#include<cstdlib>  
#include<cctype>  
#include<cmath>  
#include<iostream>  
#include<sstream>  
#include<iterator>  
#include<algorithm>  
#include<string>  
#include<vector>  
#include<set>  
#include<map>  
#include<stack>  
#include<deque>  
#include<queue>  
#include<list> 
using namespace std;
const int maxn = 1e6+10;
int pri[maxn]; 
int gcd(int a, int b)
{
    return b==0?a:gcd(b, a%b);
}
 
int main()
{
    int m, k, sum;
    while(cin>>m>>k)
    {
        sum=1;
        for(int i = 1; i<=m; i++)  //保存所有欧拉函数
            if(gcd(i,m)==1)
                {
                	pri[sum++] = i;
                	
                }
                
           sum--;
        if(k%sum)
            cout<<(k/sum)*m+pri[k%sum] <<endl;
        else
            cout<<(k/sum-1)*m+pri[sum] <<endl;
    }
    return 0;
}