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  • 2440: [中山市选2011]完全平方数(二分+容斥原理)

    Description

    小 X 自幼就很喜欢数。但奇怪的是,他十分讨厌完全平方数。他觉得这些
    数看起来很令人难受。由此,他也讨厌所有是完全平方数的正整数倍的数。然而
    这丝毫不影响他对其他数的热爱。
    这天是小X的生日,小 W 想送一个数给他作为生日礼物。当然他不能送一
    个小X讨厌的数。他列出了所有小X不讨厌的数,然后选取了第 K个数送给了
    小X。小X很开心地收下了。
    然而现在小 W 却记不起送给小X的是哪个数了。你能帮他一下吗?

    Input

    包含多组测试数据。文件第一行有一个整数 T,表示测试
    数据的组数。
    第2 至第T+1 行每行有一个整数Ki,描述一组数据,含义如题目中所描述。 

    Output

    含T 行,分别对每组数据作出回答。第 i 行输出相应的
    第Ki 个不是完全平方数的正整数倍的数。

    Sample Input

    4
    1
    13
    100
    1234567

    Sample Output

    1
    19
    163
    2030745

    HINT

    对于 100%的数据有 1 ≤ Ki ≤ 10^9

    ,    T ≤ 50

      这个题我们可以二分这个东西的区间,对于这个区间的数我们怎么算出这个区间的所有的非平方数,我们可以根据容斥原理怎么容斥原理这个是一个关键的地方,我们可以做的就是先算出这个区间的所有的素数,OK这个我们是可以做到的,然后我们能做的是就是利用一个小小的除法操作,假设我们找的的平方数是4   这个区间的长度就是[1,20]我们就是用20/4,我们就能得到这个东西,但是现在有一个问题,就是会有重的地方,我们想一下4,和9共有的是36,相当于我们把36这个东西加了俩次,怎么去掉,这个就是关键了,然后写成数学味比较强的公式就是 

                                          
    但是我们冷静一下发现这个问题这样子做会超时的,所以我们肯定不能直接用容斥原理的来做啊。。。。我们现在考虑的就是莫比乌斯函数的应用了,我们发现这个东西就是一个莫比乌斯函数的一个应用,好像就是这样子。。。。。。。
    //先分析一下时间复杂度,
    #include<bits/stdc++.h>
    #define INF 2222222222
    using namespace std;
    const int N=1e6+8;
    int vis[N+9],prime[N+9];
    int mu[N+9];
    int cnt,k; long long ans;
    void inist()
    {
        memset(vis,0,sizeof(vis));
        mu[1]=1;
        cnt=0;
        for(int i=2;i<N;i++)
        {
            if(!vis[i])
            {
                prime[cnt++]=i;
                mu[i]=-1;
            }
            for(int j=0;j<cnt&&i*prime[j]<N;j++)
            {
                vis[i*prime[j]]=1;
                if(i%prime[j]) mu[i*prime[j]]=-mu[i];
                else
                {
                    mu[i*prime[j]]=0;
                    break;
                }
            }
        }
    }
    int vaild(long long mid)
    {
        ans=0;
        int temp=sqrt(mid+0.5);
        for(long long i=1;i<=temp;i++)
        {
            ans+=mu[i]*(mid/(i*i));
        }
        if(ans>=k) return 1;
        return 0;
    }
    int main()
    {
        inist();
        int t;
        cin>>t;
        while(t--)
        {
            cin>>k;
            if(k==0)
            {
                cout<<0<<endl;
                continue;
            }
            if(k==1)
            {
                cout<<1<<endl;
               continue;
            }
            long long l=0,r=INF;
            while(r-l>1)
            {
                long long mid=(r+l)/2;
                if(vaild(mid)) r=mid;
                else l=mid;
            }
            cout<<r<<endl;
        }
    }
    
    不知道为什么把右边界换成10*k不对,感觉应该是差不多的啊,我的意思就是在1-10*k中一定有k个非平方数。
     
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