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Noip2009 Hankson的趣味题

时间:2018-06-30 17:43:32      阅读:205      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:begin   mit   oid   条件   P20   typename   long   limit   span   

Description

Hanks 博士是BT (Bio-Tech,生物技术) 领域的知名专家,他的儿子名叫Hankson。现
在,刚刚放学回家的Hankson 正在思考一个有趣的问题。
今天在课堂上,老师讲解了如何求两个正整数\(c_1\)\(c_2\) 的最大公约数和最小公倍数。现
在Hankson 认为自己已经熟练地掌握了这些知识,他开始思考一个“求公约数”和“求公
倍数”之类问题的“逆问题”,这个问题是这样的:已知正整数\(a_0\),\(a_1\),\(b_0\),\(b_1\),设某未知正整
数x 满足:
1. \(x\)\(a_0\) 的最大公约数是\(a_1\)
2. \(x\)\(b_0\) 的最小公倍数是\(b_1\)
Hankson 的“逆问题”就是求出满足条件的正整数x。但稍加思索之后,他发现这样的
\(x\) 并不唯一,甚至可能不存在。因此他转而开始考虑如何求解满足条件的\(x\) 的个数。请你帮
助他编程求解这个问题。

Input

第一行为一个正整数\(n\),表示有\(n\) 组输入数据。接下来的n 行每
行一组输入数据,为四个正整数\(a_0\)\(a_1\)\(b_0\)\(b_1\),每两个整数之间用一个空格隔开。输入
数据保证\(a_0\) 能被\(a_1\) 整除,\(b1\) 能被\(b_0\) 整除。

Output

每组输入数据的输出结果占一行,为一个整数。
对于每组数据:若不存在这样的 \(x\),请输出0;
若存在这样的 \(x\),请输出满足条件的\(x\)的个数;

Sample Input

2 
41 1 96 288 
95 1 37 1776 

Sample Output

6
2

Hint

【说明】
第一组输入数据,\(x\) 可以是9、18、36、72、144、288,共有6 个。
第二组输入数据,\(x\) 可以是48、1776,共有2 个。
【数据范围】
对于 50%的数据,保证有1≤\(a_0\)\(a_1\)\(b_0\)\(b_1\)≤10000 且n≤100。
对于 100%的数据,保证有1≤\(a_0\)\(a_1\)\(b_0\)\(b_1\)≤2,000,000,000 且n≤2000。

题解

90分算法

我们把题目的内容表示一下
\[ \left\{ \begin{align*} gcd(a_0,x)&=a_1\lcm(b_0,x)&=b_1\\end{align*} \right. \]
显然,x一定是\(b_1\)的因数,一定是\(a_1\)的倍数。假设m表示\(a_0\)\(a_1\)\(b_0\)\(b_1\)的大小,我们可以\(O(\sqrt m)\)枚举\(b_1\)的约数x,然后判断x满不满足上面的方程组即可。由于gcd和lcm的时间复杂度都是\(O(\log m)\),有\(n\)次询问,所以总时间复杂度为\(O(n \sqrt m \log m)\)

#include<cstdio>
#include<algorithm>
#include<cstring>
#include<cmath>
using namespace std;

template<typename A>inline void read(A&a){a=0;A f=1;int c=0;while(c<'0'||c>'9'){c=getchar();if(c=='-')f*=-1;}while(c>='0'&&c<='9'){a=a*10+c-'0';c=getchar();}a*=f;}
template<typename A,typename B>inline void read(A&a,B&b){read(a);read(b);}
template<typename A,typename B,typename C>inline void read(A&a,B&b,C&c){read(a);read(b);read(c);}

typedef long long ll;

int T;
int a0,a1,b0,b1,ans;

inline int gcd(int x,int y){return x%y==0?y:gcd(y,x%y);}
inline int lcm(int x,int y){return x/gcd(x,y)*y;}
inline bool check(int x){return gcd(x,a0)==a1&&lcm(x,b0)==b1;}

void Init(){
    read(a0,a1);
    read(b0,b1);
    ans=0;
}

void Work(){
    int t=sqrt(b1);
    for(register int i=1;i<=t;++i){
        if(!(b1%i)){
            if(check(i))++ans;
            if(b1/i!=i)if(check(b1/i))++ans;
        }
    }
    printf("%d\n",ans);
}

int main(){
    read(T);
    while(T--){
        Init();
        Work();
    }
    return 0;
} //鉴于这个代码是我一年前写的,所以如果码风不大正常还请见谅。

这个算法在当年Noip的时候可以拿90分,但是在洛谷神机和codevs里面就可以过了。

100分做法

我们把上面的式子再放一遍。
\[ \left\{ \begin{align*} gcd(a_0,x)&=a_1\lcm(b_0,x)&=b_1\\end{align*} \right. \]
因为\(x\)\(b_1\)的约数,所以x的质因子一定是\(b_1\)拥有的。所以我们可以对于p的每一个质因子,计算x可以拥有多少个。
我们枚举\(b_1\)的质因数p,设\(a_0\)\(a_1\)\(b_0\)\(b_1\)的分别有\(m_{a_0}\)\(m_{a_1}\)\(m_{b_0}\)\(m_{b_1}\)个,x有\(m_x\)个。
对于\(gcd(a_0,x)=a_1\)这个式子,我们有三种情况:
\[ \left\{ \begin{align*} m_{a_0} > m_{a_1} \quad &\Rightarrow \quad m_x = m_{a_1}\m_{a_0} = m_{a_1} \quad &\Rightarrow \quad m_x \geq m_{a_1}\m_{a_0} < m_{a_1} \quad &\Rightarrow \quad \text{无解}\\end{align*} \right. \]

对于\(lcm(b_0,x)=b_1\)这个式子,我们也有如下三种情况:
\[ \left\{ \begin{align*} m_{b_0} > m_{b_1} \quad &\Rightarrow \quad \text{无解}\m_{b_0} = m_{b_1} \quad &\Rightarrow \quad m_x \leq m_{b_1}\m_{b_0} < m_{b_1} \quad &\Rightarrow \quad m _x = m_{b_1}\\end{align*} \right. \]

那么我们现在把上面集中情况整合一下:有如下几种情况:
\[ \left\{ \begin{align*} m_{a_0} > m_{a_1} , m_{b_0} < m_{b_1} , m_{a_1} = m_{b_1} \qquad &\Rightarrow \qquad m_x\text{有$1$中取法}\m_{a_0} > m_{a_1} , m_{b_0} = m_{b_1} , m_{a_1} \leq m_{b_0} \qquad &\Rightarrow \qquad m_x\text{有$1$中取法}\m_{a_0} = m_{a_1} , m_{b_0} < m_{b_1} , m_{a_0} \leq m_{b_1} \qquad &\Rightarrow \qquad m_x\text{有$1$中取法}\m_{a_0} = m_{a_1} , m_{b_0} = m_{b_1} , m_{a_1} \leq m_{b_1} \qquad &\Rightarrow \qquad m_x\text{有$m_{b_1}-m_{a_1}+1$中取法}\\text{其他情况} \qquad &\Rightarrow \qquad \text{无解}\\end{align*} \right. \]

我们把\(cnt_p\)表示\(m_x\)的取值个数,(无解即为0),那么我们只要求出
\[\pi \limits_{\text{质数}p|d}{s} cnt_p\]

Noip2009 Hankson的趣味题

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原文地址:https://www.cnblogs.com/hankeke/p/Noip2009Hankson.html

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