• 51nod 1439:互质对 容斥原理


    题目来源: CodeForces
    基准时间限制:2 秒 空间限制:131072 KB 分值: 160 难度:6级算法题
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    有n个数字,a[1],a[2],…,a[n]。有一个集合,刚开始集合为空。然后有一种操作每次向集合中加入一个数字或者删除一个数字。每次操作给出一个下标x(1 ≤ x ≤ n),如果a[x]已经在集合中,那么就删除a[x],否则就加入a[x]。

    问每次操作之后集合中互质的数字有多少对。

    注意,集合中可以有重复的数字,两个数字不同当且仅当他们的下标不同。

    比如a[1]=a[2]=1。那么经过两次操作1,2之后,集合之后存在两个1,里面有一对互质。


    Input
    单组测试数据。
    第一行包含两个整数n 和 q (1 ≤ n, q ≤ 2 × 10^5)。表示数字的种类和查询数目。
    第二行有n个以空格分开的整数a[1],a[2],…,a[n] (1 ≤ a[i] ≤ 5 × 10^5),分别表示n个数字。
    接下来q行,每行一个整数x(1 ≤ x ≤ n),表示每次操作的下标。
    Output
    对于每一个查询,输出当前集合中互质的数字有多少对。
    Input示例
    样例输入1
    5 6
    1 2 3 4 6
    1
    2
    3
    4
    5
    1
    样例输入2
    2 3
    1 1
    1
    2
    1
    Output示例
    样例输出1
    0
    1
    3
    5
    6
    2
    样例输出2
    0
    1
    0

    如果已知当前集合中互质的个数为ans,那么加入或者删除某个元素最后的结果也就是ans加上或减去该元素与集合中元素互质的个数。

    所以要求的就是一个数与集合中各个数之间互质的个数。

    做法是把每一个数拆成各个质数因子的乘积,然后对这些质数进行排列组合,那6来说,先假设将所有元素都是与6互质的,然后这里面减去因子有2的(与6一定不互质了),再减去因子有3的,但是这里面减的话,有部分减重复了,就是因子既有2又有3的,所以又要加上因子6的个数,使用容斥原理最终得到结果。

    代码:

    #include <iostream>  
    #include <algorithm>  
    #include <cmath>  
    #include <vector>  
    #include <string>  
    #include <cstring>  
    #pragma warning(disable:4996)  
    using namespace std;
    
    #define maxn 500005
    vector<int>prime[maxn];
    int cnt[maxn], v[maxn], a[maxn], flag[maxn];
    int x;
    int n, q;
    long long ans;
    
    void dfs(int num,int mul,int symbol,int add_minus)
    {
    	if (num == prime[x].size())
    	{
    		if (add_minus == -1)
    			cnt[mul]--;
    		
    		ans += symbol*cnt[mul];
    
    		if (add_minus == 1)
    			cnt[mul]++;
    
    		return;
    	}
    	dfs(num + 1, mul, symbol, add_minus);
    	dfs(num + 1, mul*prime[x][num], -symbol, add_minus);
    }
    int main()
    {
    	//freopen("i.txt", "r", stdin);
    	//freopen("o.txt", "w", stdout);
    
    	int i, j;
    	for (i = 2; i < maxn; i++)
    	{
    		if (v[i])continue;
    		for (j = i; j < maxn; j = j + i)
    		{
    			v[j] = 1;
    			prime[j].push_back(i);
    		}
    	}
    	cin>>n>>q;
    	for (i = 1; i <= n; i++)
    	{
    		cin>>a[i];
    	}
    	ans = 0;
    	for (i = 1; i <= q; i++)
    	{
    		cin>>x;
    		if (flag[x] == 0)
    		{
    			flag[x] = 1;
    			x = a[x];
    			dfs(0, 1, 1, 1);
    		}
    		else
    		{
    			flag[x] = 0;
    			x = a[x];
    			dfs(0, 1, -1, -1);
    		}
    		cout<<ans<<endl;
    	}
    	//system("pause");
    	return 0;
    }


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