JZOJ100045 【NOIP2017提高A组模拟7.13】好数
题目
题目大意
首先有一个定义:
对于一个数,如果和它互质的数可以组成一个等差数列,那么这个数叫“好数”。
现在给你一个数列,有三种操作:
1、询问一段区间内的好数的个数。
2、将一段区间内的数分别模一个值。
3、将某个数修改。
思考历程
先看看这个题目。
好熟悉的题目啊!这不就是初中OJ上的某道数位DP的题吗?
然后发现不是那一道题,松了一口气。
一眼看下去,一定有什么数论。说不定在得到了什么结论之后,就变成一个非常简单的数据结构题了。
然后就在疯狂地推式子……最终没有推出来……
于是就弃疗了。
正解
经过打表找规律后,我们发现:
好数分为三种情况:
1、质数。
2、222的幂次。
3、666
随便想一想,我们很容易知道这些数都是好数。
可问题是,其它的数有没有可能是好数呢?
我不知道,我也不会证明……
不过对于这题来说,由于数据范围不大(也就是10610^6106以内),所以打个表当然是可以的……
这再次告诉了我们打表找规律很重要的道理。
在CGH大佬的讲解下,我终于会证明了……
首先,每个数都可以表示成2kx2^kx2kx的形式,其中xxx为奇数。
接下来我们分类讨论:
当x=1x=1x=1时
我觉得这个不用说……
当k=0k=0k=0时,
首先gcd(x−1,x)=1gcd(x-1,x)=1gcd(x−1,x)=1。
由于xxx为奇数,所以gcd(x−2,x)=1gcd(x-2,x)=1gcd(x−2,x)=1
那么x−1x-1x−1和x−2x-2x−2都与xxx互质,所以等差数列的公差为111。
既然这样,111到x−1x-1x−1都要和xxx互质。
所以xxx自然是质数。
当k>0k>0k>0时,
由于xxx为奇数,所以gcd(x−2,x)=1 gcd(x+2,x)=1gcd(x-2,x)=1 \ \ gcd(x+2,x)=1gcd(x−2,x)=1 gcd(x+2,x)=1
k>0k>0k>0且x>1x>1x>1所以x+2<2kxx+2<2^kxx+2<2kx
x−1x-1x−1和x+1x+1x+1为偶数,和2kx2^kx2kx不互质。显然xxx和2kx2^kx2kx也不互质。
所以公差为444。
首项显然是111,然后我们列出来:1 5 9...
111、555和2kx2^kx2kx互质,没有问题。
可是999呢?
如果2kx2^kx2kx和999互质,那么2kx2^kx2kx必定和333互质,所以不成立!
所以在k>0k>0k>0且x>1x>1x>1时,可以的取值范围在999以内。特别计算一下,只有666符合条件。
综上所述,只有000、222的幂次、质数、666可以为好数。
得证。
再次膜拜一下CGH大爷。
知道了这个结论之后,仔细地再想一想,其实出解还是很容易的。
首先,好数会和模有什么关系?不用想了,反正我们已经打出了表,对一下表,我们就知道它和模似乎没有什么关系。所以,我们考虑暴力。
暴力?不会爆炸吗?
我可以很肯定地告诉你,不会爆炸。
为什么?
有一个很显然的结论:当a>ba>ba>b时,amod  b<=a2a \mod b<=\frac{a}{2}amodb<=2a
可以感性理解,也可以理性证明:
我们可以分类讨论:
当a≥b>a2a\geq b>\frac{a}{2}a≥b>2a时,那么amod  b=a−b≤a2a\mod b =a-b\leq \frac{a}{2}amodb=a−b≤2a
当b≤a2b\leq\frac{a}{2}b≤2a时,那么amod  b<b≤a2a \mod b<b\leq\frac{a}{2}amodb<b≤2a
得证。
所以说,在每次操作中,某个数一定会缩小一半或以上。
在没有修改的情况下,xxx能取模lgx\lg xlgx次(当然xxx大于模数)。
我们有一种很巧妙的思想,这种思想其实也不少见了。
有些操作看似暴力,实际上它的操作次数是有限的,所以你可以这么想:
不管操作次数有多少次,反正我最多只做这么多遍,你管我啊?
曾经我用过这个思想切掉了某一道题解说必须用块状链表,而不能用线段树的题目。我用了线段树AC,暴虐题解的感觉真爽……
对于这题,我们可以用线段树维护。
记录区间的好数个数还有最大值。
我们在操作2时,可以先看看这个区间的最大值是多少,如果最大值大于模数,那么就进入这个区间。
这样保证了进入每一个区间都不可能做无用功,所以保证了时间复杂度。
对于每个数,最多被模lg106\lg 10^6lg106次,总共有nnn个数,每次暴力模一个数最多花费lgn\lg nlgn的时间。所以说,不管怎样,你最多就暴力模了nlgnlg106n\lg n \lg 10^6nlgnlg106次。
实际上远远不到这么多,首先数据不会这么狠心地将所有数的价值榨干,其次,在进入一个区间后,处理一些去要处理的数往往是顺路的,也就是说,很难每次暴力下去模都花费lgn\lg nlgn的时间。
可能你会问,修改怎么办?
修改就修改喽,管它呢!
你可以看做将原来的数删去,然后插入一个新的数。原来的数剩余被模的机会没了,新来的数还有一些被模的机会。然而,修改的次数也不多,是有范围的,级别也和nnn差不多吧。就当成是多了这么多个数,实际上时间复杂度也不会被影响。
然后呢,然后呢?当然是没有然后了。
这题就被轻轻松松地解决了。
代码
using namespace std;
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#define N 100000
#define MAX 1000000
int n,m;
bool is[MAX+1];
int pri[MAX+1];
int sum[N*4+1],mx[N*4+1];
void build(int,int,int);
int qsum(int,int,int,int,int);
void find(int,int,int,int,int,int);
void change_set(int,int,int,int,int);
int main(){
memset(is,1,sizeof is);
//下面是求质数
for (int i=2;i<=MAX;++i){
if (is[i])
pri[++*pri]=i;
for (int j=1;i*pri[j]<=MAX && j<=*pri;++j){
is[i*pri[j]]=0;
if (i%pri[j]==0)
break;
}
}
//除了质数之外还有0,6,2^i
is[0]=1,is[6]=1;
for (int i=0;1<<i<=MAX;++i)
is[1<<i]=1;
scanf("%d%d",&n,&m);
build(1,1,n);
for (int i=1;i<=m;++i){
int op;
scanf("%d",&op);
if (op==1){
int l,r;
scanf("%d%d",&l,&r);
printf("%d\n",qsum(1,1,n,l,r));
}
else if (op==2){
int l,r,mo;
scanf("%d%d%d",&l,&r,&mo);
find(1,1,n,l,r,mo);
}
else{
int x,y;
scanf("%d%d",&x,&y);
change_set(1,1,n,x,y);
}
}
return 0;
}
void build(int k,int l,int r){
if (l==r){
scanf("%d",&mx[k]);
sum[k]=is[mx[k]];
return;
}
int mid=l+r>>1;
build(k<<1,l,mid);
build(k<<1|1,mid+1,r);
sum[k]=sum[k<<1]+sum[k<<1|1];
mx[k]=max(mx[k<<1],mx[k<<1|1]);
}
int qsum(int k,int l,int r,int st,int en){
if (l==st && r==en)
return sum[k];
int mid=l+r>>1;
if (en<=mid)
return qsum(k<<1,l,mid,st,en);
if (mid<st)
return qsum(k<<1|1,mid+1,r,st,en);
return qsum(k<<1,l,mid,st,mid)+qsum(k<<1|1,mid+1,r,mid+1,en);
}
void find(int k,int l,int r,int st,int en,int mo){
if (mx[k]<mo)//如果没有可以被模的数,那就不要继续了
return;
if (l==r){
sum[k]=is[mx[k]%=mo];//暴力修改……
return;
}
int mid=l+r>>1;
if (en<=mid)
find(k<<1,l,mid,st,en,mo);
else if (mid<st)
find(k<<1|1,mid+1,r,st,en,mo);
else{
find(k<<1,l,mid,st,mid,mo);
find(k<<1|1,mid+1,r,mid+1,en,mo);
}
sum[k]=sum[k<<1]+sum[k<<1|1];
mx[k]=max(mx[k<<1],mx[k<<1|1]);
}
void change_set(int k,int l,int r,int x,int c){
if (l==r){
sum[k]=is[mx[k]=c];
return;
}
int mid=l+r>>1;
if (x<=mid)
change_set(k<<1,l,mid,x,c);
else
change_set(k<<1|1,mid+1,r,x,c);
sum[k]=sum[k<<1]+sum[k<<1|1];
mx[k]=max(mx[k<<1],mx[k<<1|1]);
}
总结
首先,打表找规律是一样好东西。
在遇到什么看似是奇葩数论题的时候,如果推不出来,就打表找规律。
要知道有时候找规律比推式子简单多了。
还有,以后见到一些不怎么好维护的东西,就要联想到类似的方法。
如果操作是不可逆的东西,那就试着暴力搞。
反正怎么搞顶多这么多次,那就暴力呗!
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