[CODEVS1172]-Hankson的趣味题

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题意:有 n 个询问,每个询问中有四个自然数 a, b, c, d, 然后求有多少个 x 满足 $gcd(a, x) = c$ 且 $lcm(b, x) = d$ 。
$n \leq 2000$ , $1 \leq a, b, c, d \leq 2 * 10^9$ 。

解法一:

d 的约数个数上界是 $\sqrt{d}$ ,但 1 ~ d 中每个数约数个数大概只有 $log d$ ,所以我们可以预处理出 1~$\sqrt{2 * 10^5}$ 的所有质数,然后用搜索算法组成 d 的所有约数,再判断是否满足题目条件,即可得到100分。
——lyd

而我写的是这个:

解法二:

因为 x 是 d 的约数,所以 x 的质因子 p 一定也是 d 的质因子。我们可以对 d 的每个质因子 p 分别计算 x 可能包含多少个 p 。

设 a, b, c, d, x 分别包含 $m_a$ , $m_b$ , $m_c$ , $m_d$ , $m_x$ 个质因子 p ,其中 $m_x$ 是未知量。

如果 $m_a == m_c$ 且 $m_b == m_d$ 且 $m_c \leq m_d$ 那么 $m_x$ 只要满足 $m_c \leq m_x \leq m_d$ 就可以了,方案数为 $m_d - m_c + 1$;
若 $m_c > m_d$ 那本次询问答案无解,为0。

若 $m_a \neq m_c$ 且 $m_b \neq m_d$ ,那么 $m_x$ 必须等于 $m_c$ 和 $m_d$ ,若 $m_c \neq m_d$ 则无解。

我们把 $m_x$ 的取法数记为 $cnt_p$ ,也就是 x 包含质因子 p 的方案有 $cnt_p$ 种。根据乘法原理,满足题意的 x 数量即为连乘积:

同样我们预处理出 1~$\sqrt{2 * 10^5}$ 的所有质数,因为 d 至多包含 10 个质因子,所以计算量很小,深搜解决,时间复杂度 $O(n\sqrt{d} / logd)$ 。

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#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

typedef long long ll;
const int N = 50005;
ll n, a0, a1, b0, b1, tot, ans;
int prime[N];
bool mark[N];

void Euler_prime() {
for (int i = 2; i <= N; i++) {
if (!mark[i]) prime[++tot] = i;
for (int j = 1; j <= tot && prime[j] * i <= N; j++) {
mark[prime[j] * i] = 1;
if (i % prime[j] == 0) break;
}
}
}

void solve(int x) {
int m0, m1, m2, m3;
m0 = m1 = m2 = m3 = 0;
while (a0 % x == 0) {a0 /= x, m0++;}
while (a1 % x == 0) {a1 /= x, m1++;}
while (b0 % x == 0) {b0 /= x, m2++;}
while (b1 % x == 0) {b1 /= x, m3++;}
if (m0 == m1 && m2 == m3) {
if (m1 <= m3) ans *= (m3 - m1 + 1);
else ans = 0;
}
else if (m0 != m1 && m2 != m3 && m1 != m3) ans = 0;
}

int main() {
Euler_prime();
scanf("%lld", &n);
while (n--) {
ans = 1;
scanf("%lld%lld%lld%lld", &a0, &a1, &b0, &b1);
for (int i = 1; i <= tot; i++) solve(prime[i]);
if (b1 != 1) solve(b1);
printf("%lld\n", ans);
}
return 0;
}