• [bzoj4815]: [Cqoi2017]小Q的表格


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    小Q是个程序员。
    作为一个年轻的程序员,小Q总是被老C欺负,老C经常把一些麻烦的任务交给小Q来处理。每当小Q不知道如何解决时,就只好向你求助。为了完成任务,小Q需要列一个表格,表格有无穷多行,无穷多列,行和列都从1开始标号。为了完成任务,表格里面每个格子都填了一个整数,为了方便描述,小Q把第a行第b列的整数记为f(a,b),为了完成任务,这个表格要满足一些条件:(1)对任意的正整数a,b,都要满足f(a,b)=f(b,a);(2)对任意的正整数a,b,都要满足b×f(a,a+b)=(a+b)*f(a,b)。为了完成任务,一开始表格里面的数很有规律第a行第b列的数恰好等于a*b,显然一开始是满足上述两个条件的。为了完成任务,小Q需要不断的修改表格里面的数,每当修改了一个格子的数之后,为了让表格继续满足上述两个条件,小Q还需要把这次修改能够波及到的全部格子里都改为恰当的数。由于某种神奇的力量驱使,已经确保了每一轮修改之后所有格子里的数仍然都是整数。为了完成任务,小Q还需要随时获取前k行前k列这个有限区域内所有数的和是多少,答案可能比较大,只需要算出答案mod1,000,000,007之后的结果。
    每次修改操作把(a,b)改成x并且求前k行k列的和
    操作数量m<=10000  n,k,a,b<=4*10^6  x<=10^18
     
    首先从条件入手,发现很像辗转相除法。仔细观察发现,f(a,b)总是和f(g,g)( g=gcd(a,b) )有关系。更详细地,g(a,b)=f(g,g)*a/g*b/g
    所以只需要几下主对角线的数字即可,考虑计算答案。以下的n表示询问的k,且num(x)表示f(x,x)
    枚举gcd是啥
    $$Ans=sum_{g=1}^{n}num(g)*sum_{i=1}^{lfloorfrac{n}{g} floor}sum_{j=1}^{lfloorfrac{n}{g} floor}ijg^{2}*[gcd(i,j)==1]$$
    当然,把后面那一坨提出来比较舒服,发现可以用phi来化简
    $$G(n)=sum_{i=1}^{n}sum_{j=1}^{n}i*j*[gcd(i,j)==1]$$
    因为$$sum_{i=1}^{n}i*[gcd(i,n)==1]=frac{n*varphi(n)}{2}$$
    所以$$G(n)=sum_{i=1}^{n}i^{2}varphi(i)$$
    显然可以打表
    然后这时候
    $$Ans=sum_{g=1}^{n}num(g)*G(lfloorfrac{n}{g} floor)$$
    $lfloorfrac{n}{g} floor$只有根号种取值,所以只需要维护前面那东西的前缀和就行了
    但是每次查询必须是O(1)的,很自然想到分块维护前缀和,修改的时候直接修改gcd即可。这样就做完啦。
    复杂度是$O(msqrt{n})$
     
    强行写了一个llread返回个int查了好久错...心塞
    #include<iostream>
    #include<cstdio>
    #include<cmath>
    #define ll long long
    #define MN 4000000
    #define MB 2000
    #define mod 1000000007
    using namespace std;
    inline int read()
    {
        int x = 0; char ch = getchar();
        while(ch < '0' || ch > '9')ch = getchar();
        while(ch >= '0' && ch <= '9'){x = x * 10 + ch - '0';ch = getchar();}
        return x;
    }
    inline ll llread()
    {
        ll x = 0 ; char ch = getchar();
        while(ch < '0' || ch > '9')  ch = getchar();
        while(ch >= '0' && ch <= '9'){x = x * 10 + ch - '0';ch = getchar();}
        return x;
    }
    int n,m,phi[MN+5],s[MN],cnt=0,la,block,add[MB+5];
    int num[MN+5];
    bool b[MN+5];
    
    inline int gcd(int x,int y) {return !y?x:gcd(y,x%y);}
    
    void Modify(int x,int ad)
    {
        int bl=(x-1)/block+1,M=min(n,bl*block);
        for(int j=bl+1;j<=la;++j) (add[j]+=ad)%=mod;
        for(int j=x;j<=M;++j) (num[j]+=ad)%=mod;
    }
    
    int Query(int x)
    {
        if(!x) return 0;
        int bl=(x-1)/block+1;
        return (num[x]+add[bl])%mod;
    }
    
    int main()
    {
        m=read();n=read();num[1]=phi[1]=1;block=sqrt(n);la=(n-1)/block+1;
        for(int i=2;i<=n;++i)
        {
            if(!b[i]) phi[s[++cnt]=i]=i-1;
            for(int j=1;s[j]*i<=n;++j)
            {
                b[s[j]*i]=1;
                if(i%s[j]==0){ phi[s[j]*i]=phi[i]*s[j];break;}
                phi[s[j]*i]=phi[i]*(s[j]-1);
            }
            phi[i]=(phi[i-1]+1LL*i*i%mod*phi[i])%mod;
            num[i]=(num[i-1]+1LL*i*i)%mod;
        }
        for(int i=1;i<=m;++i)
        {
            int x=read(),y=read();ll X=llread();int k=read();
            int g=gcd(x,y),ans=0;X/=1LL*(x/g)*(y/g);X%=mod;
            Modify(g,((X-Query(g)+mod)%mod+Query(g-1))%mod);
            for(int j=1,last;j<=k;j=last+1)
            {
                last=k/(k/j);
                ans=(ans+1LL*(Query(last)-Query(j-1)+mod)%mod*phi[k/j])%mod;
            }
            printf("%d
    ",ans);
        }
        return 0;
    }
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