【无语凝噎(wordless)】
·题目:
西施与范蠡泛舟而去……不对,场景不对,咳咳。在甄嬛前往蓬莱洲之前,她与皇上在碧桐书院告别。为了这可能会长达数月的离别,两个人都似乎有很多话要对对方说,却都无语凝噎。这时,皇上突然发话:“嬛嬛啊(桓桓?),既然你我都说不出话来,那这时间也不好打发,我们来数三角形吧。”为了满足皇上突发而来的童趣,甄嬛欣然陪同了。可这……纸上是一张n*m的格子方阵,即有(n+1)*(m+1)个格点。每个格子都是边长为1的正方形。而他们要数的,则是任取3个格点作为三角形的顶点所形成的直角三角形且该三角形面积为s/2的个数。甄嬛数的头都晕了,她现在只想知道满足条件的三角形个数 mod 1000000007。
输入格式:第一行3个正整数n,m,s, 意义如题
输出格式:仅一个整数,为甄嬛与满足条件的三角形个数 mod (10^9+7)
样例输入:1 1 1
样例输出:4
数据范围:
对于10%的数据:n<=10
对于另外40%的数据:s为质数
对于100%的数据:1<=n,m,s<=108
时间限制: 1S
空间限制: 128M
·题目混乱,述大意:
给定长度为n*m的相同正方形方格组成的棋盘,求出使用格点组成的三角形个数,答案取模1000000007。(n,m<=108)。
·分析:
在草稿纸上画图时容易发现一些普遍规律和特例,此时大米饼认为应该先里找出总体的方法,再进行特例的处理(如去重),这样很美妙。一个非常简单的思路是,设这个三角形的边长为a,b,那么在棋盘上就有如下摆法:
同时要算上棋盘旋转90o后的情况,不要忘记一个三角形可以在同一个长方形里有四种摆法,所以对于这个形状的三角形的个数P可以表示为:
P=(n-a+1)*(m-b+1)*4+(n-b+1)*(m-a+1)*4
读题一会儿后意识到一个问题是三角形的边可以是斜着的。上文的天真方法连正确答案都无法得出:
在经历初中数学洗礼的我们开始回想起中考时的一些琐碎,发现好像很多几何题都是这样子的——有关相似直角三角形。清晰地发现,这些三角形的直角边无非是由两个相似的直角三角形的斜边组成:
依照这个思路,做一些便于代码书写的分析。首先使用a,b表示出橙色三角形的面积S=(a2+b2)*k[注意,k不一定偏要为整数,想一想,不为什么]。我们看一看数据范围:n,m<=100000000,开方后为10000,说明最坏情况循环下循环次数:108。不过,这里我们需要保证a,b,ak,bk均为整数,也就是分解数——“与分解有关的时间复杂度稳定性很差”,我们可以直接暴力枚举a,b,找到所有满足面积公式条件的二元组(a,b),并由此可以推出对应的k值。
与此同时,一个更加振奋人心的消息——上文那种边与格子平行的情况可以看做(a,b)其中一个为0的情况,所以我们争取一起处理。
这样看来,似乎只需要进行一个二重循环枚举a,b然后使用类似于上文的天真方法计算答案就可以了。在激动之余,你发现还有一些特殊情况。
为了有序性和避免重复,我们规定枚举二元组(a,b)必须满足k的值大于等于1。我们先列出一般情况的答案计算方法。对于一组(a,b)构成面积为S的三角形的个数P计算方法:
对于这个三角形,我们只需要求出其所在的最小矩形的长宽就可以了。由于a,b的大小关系不确定。所以:
宽长度为:max(a,bk),长长度为:b+ak
我们设长宽分别为p,q,那么S的个数为:
P=(n-p+1)*(m-q+1)*4+(n-p+1)*(m-q+1)*4
最后我们着眼于两种特殊情况的处理:
[1] k==1:
由于a,b大小不定,所以如果(a,b)满足,那么(b,a)也是合法的,此时相当于计算了8次,但是我们发现,由于k值为1,所以相似三角形为等腰,重复计算了,所以处理方式是除以二。
[2] a==0||b==0:
这表明是一个直角边和格子边平行的直角三角形。设u>0,如果二元组(u,0)合法,那么(0,u)同样合法,但是!(u,0),(0,u)形成的三角形形状完全相同,而(u,v),(v,u)[v>0]形成的三角形形状是相同或者不同,但是相同的情况被[1]的处理方式而排除,可是(u,0)(0,u)的重复计算没有排除。随意处理方式也是除以二。
考试结束后其实很多STD的写法是将(a,b)中是否有0进行分开计算,这样更容易理解。但是追求更深刻理解和短码的大米饼毫不犹豫地视作一种情况讨论。代码来啦:
#include<stdio.h>
#include<algorithm>
#define ll long long
#define M 1000000007
#define go(i,a,b) for(ll i=a;i<=b;i++)
using namespace std;
ll n,m,s,t,res,ans,A,B,T,X,Y;
ll Cal(ll a,ll b){return max(1ll*,n-a+)*max(1ll*,m-b+)%M;}
int main()
{
scanf("%lld%lld%lld",&n,&m,&s);
go(a,,M){if(a*a>s)break;
go(b,a?:,M){if((res=a*a+b*b)>s)break;
if(1ll*a*s%res||1ll*b*s%res)continue;
A=a*s/res,B=b*s/res;T=res==s?:;
if(a==||b==)T/=;X=b+A;Y=max(a,B);
(ans+=T*Cal(X,Y)+T*Cal(Y,X))%=M;
}}printf("%lld",(ans%M+M)%M);return ;
}//Paul_Guderian
如果青春是一捧鲜花,我愿把它洒给你,
如果生命是一场燃烧的旧梦,
我愿在梦醒前燃烬…… ————汪峰《忧郁的眼睛》
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