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  • 莫比乌斯反演题目总结

    之前的小结:https://blog.csdn.net/fufck/article/details/78844309

    1.bzoj2301 

    题意:满足 a ≤ x ≤ b , c ≤ y ≤ d ,且gcd(x,y) = k 的个数(1≤n≤50000,1≤a≤b≤50000,1≤c≤d≤50000,1≤k≤50000)

    #include<iostream>
    #include<cstring>
    #include<cmath>
    #include<cstdlib>
    #include<cstdio>
    #include<algorithm>
    #include<string>
    #include<map>
    #include<queue>
    #include<vector>
    #include<stack>
    #define ll long long
    #define maxn 401000
    const int P=1e9+7;
    using namespace std;
    inline int rd()
    {
    	int x=0,f=1;char ch=getchar();
    	while(ch<'0'||ch>'9'){if(ch=='-')f=-1;ch=getchar();}
    	while(ch>='0'&&ch<='9'){x=x*10+ch-'0';ch=getchar();}
    	return x*f;
    }
    int tot;
    int a,b,c,d,k;
    int sum[50005],mu[50005],pri[50005];
    bool mark[50005];
    void getmu()
    {
        mu[1]=1;
    	for(int i=2;i<=50000;i++)
    	{
    		if(!mark[i]){mu[i]=-1;pri[++tot]=i;}
    		for(int j=1;j<=tot&&i*pri[j]<=50000;j++)
    		{
    			mark[i*pri[j]]=1;
    			if(i%pri[j]==0){mu[i*pri[j]]=0;break;}
    			else mu[i*pri[j]]=-mu[i];
    		}
    	}
    	for(int i=1;i<=50000;i++) sum[i]=sum[i-1]+mu[i];	
    }
    int cal(int n,int m)
    {
    	if(n>m) swap(n,m);
    	int ans=0,pos;
    	for(int i=1;i<=n;i=pos+1)
    	{
    		pos=min(n/(n/i),m/(m/i));
    		ans+=(sum[pos]-sum[i-1])*(n/i)*(m/i);
    	}
    	return ans;
    }
    int main()
    {
    	getmu();
    	int T=rd();
    	while(T--)
    	{
    		a=rd();b=rd();c=rd();d=rd();k=rd();
    		a--;c--;
    		a/=k;b/=k;c/=k;d/=k;
    		int ans=cal(a,c)+cal(b,d)-cal(a,d)-cal(b,c);
    		printf("%d
    ",ans);
    	}
    }

    2.hdu5663

    题意:求∑f(i,j)的值,当gcd(i,j)为完全平方数   f(i,j)=1;否则为0(1≤n,m≤10,000,000)

    #include<iostream>
    #include<cstring>
    #include<cmath>
    #include<cstdlib>
    #include<cstdio>
    #include<algorithm>
    #include<string>
    #include<map>
    #include<queue>
    #include<vector>
    #include<stack>
    #define ll long long
    #define maxn 1e7
    const int P=1e9+7;
    using namespace std;
    inline int rd()
    {
    	int x=0,f=1;char ch=getchar();
    	while(ch<'0'||ch>'9'){if(ch=='-')f=-1;ch=getchar();}
    	while(ch>='0'&&ch<='9'){x=x*10+ch-'0';ch=getchar();}
    	return x*f;
    }
    int tot;
    int a,b,c,d,k,n,m;
    int sum[10000005],mu[10000005],pri[10000005];
    bool mark[10000005];
    ll ans;
    void getmu()
    {
        mu[1]=1;
    	for(int i=2;i<=maxn;i++)
    	{
    		if(!mark[i]){mu[i]=-1;pri[++tot]=i;}
    		for(int j=1;j<=tot&&i*pri[j]<=maxn;j++)
    		{
    			mark[i*pri[j]]=1;
    			if(i%pri[j]==0){mu[i*pri[j]]=0;break;}
    			else mu[i*pri[j]]=-mu[i];
    		}
    	}
    	for(int i=1;i*i<=maxn;i++) 
    	   for(int j=i*i,k=1;j<=maxn;k++,j+=i*i)
    	       sum[j]+=mu[k];
    	for(int i=1;i<=maxn;i++) sum[i]+=sum[i-1];	
    }
    ll cal(int n,int m)
    {
    	if(n>m) swap(n,m);
    	int pos;ll ans=0;
    	for(int i=1;i<=n;i=pos+1)
    	{
    		pos=min(n/(n/i),m/(m/i));
    		ans+=1ll*(sum[pos]-sum[i-1])*(n/i)*(m/i);
    	}
    	return ans;
    }
    int main()
    {
    	getmu();
    	int T=rd();
    	while(T--)
    	{
    		n=rd();m=rd();
    		printf("%lld
    ",1ll*n*m-cal(n,m));
    	}
    }

    3.hdu6053

    题意:两个序列,A,B,A序列给出,Bi<=Ai,问满足所有区间 gcd(bl,bl+1...br)≥2   B序列的方案数

    #include<iostream>
    #include<cstring>
    #include<cmath>
    #include<cstdlib>
    #include<cstdio>
    #include<algorithm>
    #include<string>
    #include<map>
    #include<queue>
    #include<vector>
    #include<stack>
    #define ll long long
    #define maxn 1e5
    const int P=1e9+7;
    using namespace std;
    inline int rd()
    {
    	int x=0,f=1;char ch=getchar();
    	while(ch<'0'||ch>'9'){if(ch=='-')f=-1;ch=getchar();}
    	while(ch>='0'&&ch<='9'){x=x*10+ch-'0';ch=getchar();}
    	return x*f;
    }
    int tot;
    int n,m,cas=0,ed,mi,x;
    int sum[100005],mu[100005],pri[100005],a[100005];
    bool mark[100005];
    ll ans;
    void getmu()
    {
        mu[1]=1;
    	for(int i=2;i<=maxn;i++)
    	{
    		if(!mark[i]){mu[i]=-1;pri[++tot]=i;}
    		for(int j=1;j<=tot&&i*pri[j]<=maxn;j++)
    		{
    			mark[i*pri[j]]=1;
    			if(i%pri[j]==0){mu[i*pri[j]]=0;break;}
    			else mu[i*pri[j]]=-mu[i];
    		}
    	}
    }
    int qpow(ll x,ll n)
    {
    	ll res=1;
    	while(n)
    	  {
    	  	if(n&1) res=(res*x)%P;
    	  	n>>=1;x=(x*x)%P;
    	  }
    	return res;
    }
    ll cal()
    {
    	ll ans=0;
    	for(int i=2;i<=mi;i++)
    	  if(mu[i])
    	  {
    	  	ll cnt=-mu[i];
    	  	for(int j=2;j<=ed/i;j++)
    	  	{
    	  		int l=i*j,r=min(ed,i*(j+1)-1) ;
    	  	    cnt=(cnt*qpow(j,a[r]-a[l-1]))%P;
    	    }
    	    ans=(ans+cnt)%P;
    	  } 
    	return (ans+P)%P;
    }
    void init()
    {
    	memset(a,0,sizeof(a));
    	ed=0;mi=1e5;
    	n=rd();
    	for(int i=1;i<=n;i++)
    	   {
    	   	x=rd();ed=max(ed,x);mi=min(mi,x);
    	   	a[x]++;
    	   }
    	for(int i=2;i<=ed;i++) a[i]+=a[i-1];
    }
    int main()
    {
    	getmu();
    	int T=rd();
    	while(T--)
    	{
    		init();
    		printf("Case #%d: %lld
    ",++cas,cal());
    	}
    }

    4.hdu1695

    题意:求(1,b)区间和(1,d)区间里面gcd(x, y) = k的数的对数(1<=x<=b , 1<= y <= d)。(x,y) (y,x)是同一对

    #include<iostream>
    #include<cstring>
    #include<cmath>
    #include<cstdlib>
    #include<cstdio>
    #include<algorithm>
    #include<string>
    #include<map>
    #include<queue>
    #include<vector>
    #include<stack>
    #define ll long long
    #define maxn 401000
    const int P=1e9+7;
    using namespace std;
    inline int rd()
    {
    	int x=0,f=1;char ch=getchar();
    	while(ch<'0'||ch>'9'){if(ch=='-')f=-1;ch=getchar();}
    	while(ch>='0'&&ch<='9'){x=x*10+ch-'0';ch=getchar();}
    	return x*f;
    }
    int tot;
    int a,b,c,d,k,cas=0;
    int sum[150005],mu[150005],pri[150005];
    bool mark[150005];
    void getmu()
    {
        mu[1]=1;
    	for(int i=2;i<=100000;i++)
    	{
    		if(!mark[i]){mu[i]=-1;pri[++tot]=i;}
    		for(int j=1;j<=tot&&i*pri[j]<=100000;j++)
    		{
    			mark[i*pri[j]]=1;
    			if(i%pri[j]==0){mu[i*pri[j]]=0;break;}
    			else mu[i*pri[j]]=-mu[i];
    		}
    	}
    	for(int i=1;i<=100000;i++) sum[i]=sum[i-1]+mu[i];	
    }
    ll cal(int n,int m)
    {
    	if(n>m) swap(n,m);
    	ll ans=0;
    	int pos;
    	for(int i=1;i<=n;i=pos+1)
    	{
    		pos=min(n/(n/i),m/(m/i));
    		ans+=1ll*(sum[pos]-sum[i-1])*(n/i)*(m/i);
    	}
    	return ans;
    }
    int main()
    {
    	getmu();
    	int T=rd();
    	while(T--)
    	{
    		a=rd();b=rd();c=rd();d=rd();k=rd();
    		if(k==0){printf("Case %d: 0
    ",++cas);continue;}
    		a--;c--;
    		a/=k;b/=k;c/=k;d/=k;
    		if(b>d) swap(b,d);
    		ll ans=cal(b,d)-cal(b,b)/2;
    		printf("Case %d: %lld
    ",++cas,ans);
    	}
    }

    5.hdu5656

    题意:给你一个集合,求所有子集的gcd之和

    #include<iostream>
    #include<cstring>
    #include<cmath>
    #include<cstdlib>
    #include<cstdio>
    #include<algorithm>
    #include<string>
    #include<map>
    #include<queue>
    #include<vector>
    #include<stack>
    #define ll long long
    #define maxn 401000
    const int P=1e8+7;
    using namespace std;
    ll ans;
    int a[1010],f[1010],p[1010],t,x,n;
    void init()
    {
    memset(a,0,sizeof(a));
    memset(f,0,sizeof(f));
    ans=0;
    scanf("%d",&n);
    for(int i=1;i<=n;i++) scanf("%d",&x),a[x]++;
    for(int i=1;i<=1000;i++)
       {
       	 int w=0;
       	 for(int j=i;j<=1000;j+=i) w+=a[j];
       	 f[i]=p[w]-1;
       }
    } 
    void work()
    {
    	for(int i=1000;i>=1;i--)
    	  {
    	  	for(int j=i+i;j<=1000;j+=i) f[i]=(f[i]-f[j]+P)%P;
    	  	ans=(ans+1ll*f[i]*i)%P;
    	  }
    }
    int main()
    {
    	p[0]=1;
    	for(int i=1;i<=1000;i++) p[i]=(p[i-1]*2)%P;
     	scanf("%d",&t);
    	while(t--) 
    	{
    		init();
    		work();
    		printf("%lld
    ",ans);
    	}
    }
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