容斥原理--计算并集的元素个数 URAL 1091
在计数时,必须注意没有重复,没有遗漏。为了使重叠部分不被重复计算,人们研究出一种新的计数方法,这种方法的基本思想是:先不考虑重叠的情况,把包含于某内容中的所有对象的数目先计算出来,然后再把计数时重复计算的数目排斥出去,使得计算的结果既无遗漏又无重复,这种计数的方法称为容斥原理。 【百度百科】
通常我们遇到的题多是(A1∪A2)=A1+A2-A1∩A2和A1∩A2=A1+A2-(A1∪A2)。
例题:URAL 1091
Tmutarakan Exams
Input
Output
Example
input | output |
---|---|
3 10 |
11 |
题意:
输入K,S,问对于从集合{1,2,3......S}中选出K个数字,使他们的最大公因数大于1,这样的选法有几个?
分析:
可以参考素数筛的思想,我们先选出一个质数,那么这个质数的倍数和这个质数组成的集合,他们的最大公因数一定是这个质数本身,假设选取的质数是i,那么1~s有[(s-i)/i+1]个数是i的倍数,从这些数中选出k个数是一定满足条件的,所以我们可以枚举1~s所有的质数,然后有ans+=C([s-i]/i+1,k)。
但是我们发现:以2为例可以得到6,12,18,以3为例也可以得到6,12,18,不同质数的倍数可能会相同!假如k正好是2,那么选择2的倍数中的6,12和选择3的倍数中的6,12就会导致重复计算,所以我们要减去重复计算的部分。
我们只要在枚举的过程中判断一下当前枚举的数是不是两个质数之积,如果是,设i是两个质数之积,同理,我们从i的所有倍数中选出k个数,有C([s-i]/i+1,k)种选法,然后ans-=C([s-i]/i+1,k)即可。
AC code:
#include<cstdio>
#include<cstring>
using namespace std;
typedef long long ll;
bool u[];
ll su[];
ll c[][];
ll num,s,k;
void olas()
{
memset(u,true,sizeof(u));
num=;
u[]=u[]=false;
for(ll i=;i<=;i++)
{
if(u[i]) su[num++]=i;
for(ll j=;j<num;j++)
{
if(i*su[j]>) break;
u[i*su[j]]=false;
if(i%su[j]==) break;
}
}
}
void cal_C()
{
for(ll i=;i<=;i++) c[i][]=;
for(ll i=;i<=;i++)
for(ll j=;j<=;j++)
c[i][j]=c[i-][j]+c[i-][j-];
}
bool pxp(ll x)
{
for(ll i=;i<=;i++)
{
if(x%i==&&u[i]&&i!=x/i&&u[x/i])
return true;
}
return false;
}
ll work()
{
ll ans=;
for(ll i=;i<=s;i++)
{
if(u[i])
{
ans+=c[(s-i)/i+][k];
}
else if(pxp(i))
{
ans-=c[(s-i)/i+][k];
}
}
return ans>?:ans;
}
int main()
{
//freopen("input.txt","r",stdin);
olas();
cal_C();
scanf("%lld%lld",&k,&s);
printf("%lld\n",work());
return ;
}
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