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  • P6298 齿轮 题解

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    简要题意:

    求在 (n) 个数中选 (k) 个数使其 (gcd) 分别为 (1) ~ (m) 的个数。(m = max_{i=1}^n a_i).

    这是某洛谷月赛的 ( ext{T2}),有一定思维难度。

    子任务 (1)

    子任务 (1)(n leq 10)(m leq 10^6)(k leq 10)

    暴力枚举 (k) 个数记录 ( ext{gcd}) 即可。

    时间复杂度:(O(C_n^k log C_n^k)).

    实际得分:(10pts).

    子任务 (2)

    子任务 (2)(n,m,k leq 10^3).

    给一些简单 ( ext{dp}) 乱搞的部分分。

    子任务 (3)

    子任务 (3)(n leq 10^6)(m leq 10^3)(k leq 2).

    预处理两两 (gcd). 但不是 (O(n^2 log m)) 的那种,而是预处理所有 (leq 10^3) 的数的个数记为 (f),在 (f) 上两两匹配 (gcd) 记录个数即可。

    时间复杂度:(O(m^2 log m)).

    实际得分:(5pts).

    子任务 (4)

    子任务 (4)(n,m leq 10^6)(k leq 1)

    这是个送分的子任务,统计每个数出现的次数即可。

    时间复杂度:(O(n)).

    实际得分:(5pts).

    子任务 (5)

    子任务 (5)(n,m leq 10^6)(k leq 2).

    似乎不能暴力统计两两 (gcd) 了。所以这个子任务想要解决必须写正解,如果你会乱搞可以试一试。

    子任务 (1) ~ (6)

    对于 (100 \%) 的数据,(n,m leq 10^6),(1 leq k leq n).

    我们需要考虑高级的 ( ext{dp}) 方式。

    (g_i) 表示选出 (k) 个数,其 ( ext{gcd})(i) 的倍数 的个数。这里我们要考虑容斥,不是很简单的样子。

    [g_i = C_{sum_{j=1}^n [i | a_j]}^k ]

    因为在所有是 (i) 的倍数中选 (k) 个用组合,但是不完全正确,因为 (g_i) 很有能计算重复,所以我们用 容斥 计算,把所有的 (g_j (i | j space space ext{and} space space i ot = j)) 全部减掉,然后对它们的和进行组合。

    如何计算组合呢?我们可以预处理 阶乘逆元 然后 (O(1)) 回答。

    时间复杂度:(O(n + m) + sum_{i=1}^m O ig(lfloor frac{m}{i} floor ig) = O(n + m log m)).

    实际得分:(100pts).

    #pragma GCC optimize(2)
    #include<bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    
    typedef long long ll;
    const int MOD=1e9+7;
    const int N=1e6+1;
    
    inline int read(){char ch=getchar();int f=1;while(ch<'0' || ch>'9') {if(ch=='-') f=-f; ch=getchar();}
    	int x=0;while(ch>='0' && ch<='9') x=(x<<3)+(x<<1)+ch-'0',ch=getchar();return x*f;}
    
    ll f[N],inv[N],invf[N];
    ll g[N]; int t[N],n,m,k;
    
    inline ll calc(int x,int y) {
    	return x<y?0:(f[x]*invf[y]%MOD*invf[x-y]%MOD);
    }  //组合
    
    int main(){
    	n=read(),m=read(),k=read();
    	f[0]=invf[0]=1;
    	for(int i=1;i<=n;i++) {
    		inv[i]=(i==1)?1:(inv[MOD%i]*(MOD-MOD/i)%MOD);
    		f[i]=f[i-1]*i%MOD; invf[i]=invf[i-1]*inv[i]%MOD; //处理逆元,阶乘逆元
    		t[read()]++; //记录桶
    	} for(int i=m;i;i--) {
    		int cnt=0; //记录和
    		for(int j=1;i*j<=m;j++) cnt+=t[i*j],g[i]=(g[i]-g[i*j]+MOD)%MOD; //容斥减掉 , 统计和
    		g[i]=((g[i]+calc(cnt,k))%MOD+MOD)%MOD; //和的组合
    	} for(int i=1;i<=m;i++) printf("%lld ",g[i]);
    	return 0;
    }
    
    
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