main
黄海 2 years ago
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commit 5de71118eb

@ -3,17 +3,16 @@ using namespace std;
#define int long long
#define endl "\n"
// 数论分块模板题,是很多题的基础,需要背诵
// j(n,k)=k%1+k%2+k%3+…+k%n
int n, k, l, r;
int ans;
signed main() {
cin >> n >> k;
ans = n * k; // 看题解的推导公式
for (l = 1; l <= n; l = r + 1) { // 枚举左端点,每次跳着走下次的位置就是本次r的位置+1
if (k / l == 0) break; // 1、当k/l=0的时候显然这段以及后面有单调性已经没有贡献了可以 break。
r = min(k / (k / l), n); // 2、注意右端点和n取个min因为>n没有贡献了。
ans -= (k / l) * (l + r) * (r - l + 1) / 2; // 等差数列求和左到右边界内是公差为1的等差数列首项+末项 乘以 项数 除以2
if (k / l == 0) break; // 1、当k/l=0的时候比如3/4=0,3/5=0,3/6=0...,以后就都是0不用再往后算了无贡献
r = min(k / (k / l), n); // 2、注意右端点和n取个min>n没有贡献
ans -= (k / l) * (l + r) * (r - l + 1) / 2;
// 等差数列求和:首项:l,末项:r.项数:(r-l+1),根据公式推导k/l = 块内值
}
cout << ans << endl;
}

@ -22,50 +22,80 @@ $1≤n,k≤10^9$
```cpp {.line-numbers}
7
```
### 二、暴力作法
```cpp {.line-numbers}
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define int long long
#define endl "\n"
int n, k, ans;
signed main() {
// 通过了 6/10个数据
cin >> n >> k;
for (int i = 1; i <= n; i++) ans += k % i;
cout << ans << endl;
}
```
### 二、数论分块的理论
### 三、整除分块
我们先研究一下如下的序列有哪些特点,再结合本题实际给出解题思路:
$$\large \displaystyle f(i)=\lfloor \frac{n}{i} \rfloor ~ (i \in [1,n])$$
举个例子,$n = 5$
$f(1)=5,f(2)=2,f(3)=f(4)=f(5)=1$,一字排开,得到$5,2,1,1,1$,相同的分到一个 **块** 中,直观一点,写成:$[5],[2],[1,1,1]$
> **注**:本题要求的是$[1 \sim n]$之内所有数字对数字$k$ **取模**,我们偏偏不直接研究取模,而是在研究$[1 \sim n]$之内每个数字被$n$整除的结果。看来这个结果,与最终目标取模是有关系的,后面的题解中也会证明这一点。
举个例子,$n = 5$,
$f(1)=5/1=5 \\
f(2)=5/2=2 \\
f(3)=5/3=1,f(4)=5/4=1,f(5)=5/5=1$
一字排开,得到$5,2,1,1,1$,相同的分到一个 **连续一样的数字段** 中,直观一点,写成:$[5],[2],[1,1,1]$
<center><img src='https://cdn.acwing.com/media/article/image/2022/03/25/94631_bd6771ecab-4ocKnIkdlrW9JMs.png'></center>
> **注**(此图不是特别贴切,因为这个图中$x$是实数,而本题是整数)
### 三、题解
### 四、本题题解
**题意**:给出$n,k$,求 $\displaystyle \sum_{i=1}^{n}k \ mod \ i$。
首先取模形式十分不好处理,所以我们可以根据取模运算定义做一个 **小小的变换**
首先取模形式不好处理,根据取模运算定义做 **变换**
$$\large \sum_{i=1}^nk \ mod \ i=\sum_{i=1}^n(k-⌊\frac{k}{i}⌋\cdot i)$$
> **注:取模的概念**
提取出定值 $k$,进一步简化为求
化简
$$\large n \cdot k-\sum_{i=1}^n ⌊\frac{k}{i}⌋\cdot i$$
我们发现重点在于求$\large \displaystyle \sum_{i=1}^n ⌊\frac{k}{i}⌋ \cdot i$。
我们可以尝试寻找规律,不难发现$\large \displaystyle ⌊\frac{k}{i}⌋$的值 **呈块状分布**(即结果数组分成若干块,每块中值相等),这种东西还有另一个名字:**整除分块**。
发现$\large \displaystyle ⌊\frac{k}{i}⌋_{i=1}^n$的值 **呈块状分布**(即结果数组分成若干块,每块中值相等),是 **整除分块**。
#### 1、 块内的累加和是多少?
首先 **一个块内部** 的答案显然是好求的,设块起点为 $l$,终点为 $r$,同时$\displaystyle \large ⌊\frac{k}{l}⌋=⌊\frac{k}{l+1}⌋=...=⌊\frac{k}{r}⌋$,
累加和是$\large \displaystyle ⌊\frac{k}{l}⌋ \cdot \sum_{i=l}^r i$。
首先 **一个块内部** 的答案显然是好求的,设块起点为 $l$,终点为 $r$,则此块的贡献为$\large \displaystyle ⌊\frac{k}{l}⌋ \cdot \sum_{i=l}^r i$。
#### 2、如何根据一个块的起点求块的终点呢?
① 下一个块的起点就是前一个块的终点加$1$。
② 第一个块的起点位置坐标肯定是$1$
> **注**:这里说的第一个块的起点,是指最终结果数组中块的下标位置,如上例,就是
> 序列 ` 5 2 1 1 1`
> **序号** ` 1 2 3 4 5`
由于第一个块起点已知($1$),第二个块的起点即为第一个块 **终点加一**,所以我们需要快速 **根据起点求出一个块的终点**。
③ 如果有办法能通过一个块的起点,找到这个块的终点,那就能确定一个块的范围,我们来研究一下这个办法:
首先由于 **块内值** 都相同,可以设 $\large \displaystyle x= ⌊\frac{k}{l}⌋= ⌊\frac{k}{r}⌋$
根据 $\displaystyle \large x=⌊\frac{k}{r}⌋$ ① $\Rightarrow$ 变形 $\Rightarrow $ $\large \displaystyle x \cdot r \leq k$ $\Rightarrow$ 变形 $\Rightarrow$ $\large \displaystyle r \leq ⌊\frac{k}{x}⌋$ ②
将$\large \displaystyle x=⌊\frac{k}{l}⌋$ ① 代入 ②,得$\large \displaystyle r \leq ⌊\frac{k}{⌊\frac{k}{l}⌋}⌋$,这样就确定了$r$的右边界
将$\large \displaystyle x=⌊\frac{k}{l}⌋$ ① 代入 ②,得$\large \displaystyle r \leq ⌊\frac{k}{⌊\frac{k}{l}⌋}⌋$,这样就确定了$r$的最大值
> **注**:当$k,l$确定时,$r$的上限就已经确定,同时,由于第一起点块的$l=1$,我们就可以一路向后递推找出所有块的右边界!一旦有了右边界,就可以利用 $\large \displaystyle ⌊\frac{k}{l}⌋\cdot \sum_{i=l}^ri$来快速计算出区间和。
最后分析一下这么做的 **时间效率**
#### 3、时间复杂度【选读】
当 $i>\sqrt{n}$ 时,$\large \displaystyle ⌊\frac{k}{i}⌋ \leq \sqrt{n}$,也就是说原式只有小于 $\sqrt{k}$ 种取值。
> **注**:纯粹的数学思考,除以一个$ \geq \sqrt{n}$的值,$n,k$是同一个数据级别$\leq 10^9$,结果值当然是$\leq \sqrt{n}$
@ -76,7 +106,7 @@ $$\large n \cdot k-\sum_{i=1}^n ⌊\frac{k}{i}⌋\cdot i$$
所以最多有 $2\sqrt{n}$ 个块,我们对于每个块可以 $O(1)$ 计算,时间可以通过。
### 四、实现代码
### $Code$
```cpp {.line-numbers}
#include <bits/stdc++.h>

@ -0,0 +1,12 @@
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define int long long
#define endl "\n"
int n, k, ans;
signed main() {
// 通过了 6/10个数据
cin >> n >> k;
for (int i = 1; i <= n; i++) ans += k % i;
cout << ans << endl;
}

@ -34,9 +34,24 @@ $1≤n≤50000,1≤d≤a,b≤50000$
### 二、题目分析
#### 前导知识
**[$1$、数论分块 $AcWing$ $199$. 余数之和](https://www.cnblogs.com/littlehb/p/16389420.html)**
**[$2$、容斥原理 $AcWing$ $890$. 能被整除的数 ](https://www.cnblogs.com/littlehb/p/15389237.html)**
**[$1$、容斥原理 $AcWing$ $890$. 能被整除的数 ](https://www.cnblogs.com/littlehb/p/15389237.html)**
> **小结**
> ① 二进制对质数序列的组合式枚举
> ② 奇数加,偶数减
**[$2$、数论分块 $AcWing$ $199$. 余数之和](https://www.cnblogs.com/littlehb/p/16389420.html)**
> **小结**
> 给出$n,k$,求 $\displaystyle \sum_{i=1}^n k \ \% \ i$
**核心代码**
```cpp {.line-numbers}
ans = n * k; // 看题解的推导公式
for (l = 1; l <= n; l = r + 1) { // 枚举左端点,每次跳着走下次的位置就是本次r的位置+1
if (k / l == 0) break; // 1、当k/l=0的时候显然这段以及后面有单调性已经没有贡献了可以 break。
r = min(k / (k / l), n); // 2、注意右端点和n取个min因为>n没有贡献了。
ans -= (k / l) * (l + r) * (r - l + 1) / 2; // 等差数列求和左到右边界内是公差为1的等差数列首项+末项 乘以 项数 除以2
}
```
**[$3$、莫比乌斯函数](https://www.cnblogs.com/littlehb/p/16392135.html)**
@ -67,7 +82,7 @@ $$
但是由于容斥原理是$O(N)$的,询问的次数$50000$次,会超时,才会想到需要优化。
**优化办法**
**优化办法**
① 莫比乌斯函数
$$\displaystyle \large a' \cdot b'+\sum_{i=1}^{min(a,b)}⌊\frac{a'}{i}⌋⌊\frac{b'}{i}⌋ \cdot {mobius[i]}$$

@ -916,8 +916,6 @@ int main() {
return 0;
}
```
#### [$AcWing$ $215$. 破译密码]()
### [$ACM-ICPC$ $2018$ 沈阳赛区网络预赛$G-Spare$ $Tire$](https://blog.csdn.net/yz467796454/article/details/82531727)
@ -1106,4 +1104,6 @@ signed main() {
}
}
```
```
#### [$AcWing$ $215$. 破译密码](https://www.acwing.com/problem/content/217/)

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