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URAL 1807 (一)
2014-11-23 19:15:19 来源: 作者: 【 】 浏览:16
Tags:URAL 1807

题目大意:给出一个正整数n(n为合数),求n的一个划分(a1,a2,...,ak,...)(k>=2)。使得其在存在最大的最大公约数之下,存在最大的最小公倍数。

Time Limit:500MS Memory Limit:65536KB 64bit IO Format:%I64d & %I64u

数据规模:200<=n<=10^9。

理论基础:关于LCM的一个定理:LCM(a1,a2,a3,...,ai)为各个数分解质因数以后,所有存在的素数的最高幂次之积。具体参见链接1。

题目分析:

首先,要想有最大公公约数,那么假设它们的最大公约数为G,那么:G*(a1/G,a2/G,a3,...)=n,所以要想让G最大,那么只需要a1/G+a2/G+a3/G+...最小记为M,那么取M为n的最小素数因子即可。这样一来:M<=sqrt(10^9)<31625。问题转换为求素数M的一个划分,使划分中的数的嘴小公倍数最大。

根据定理,我们可以断言:将拆分成M=若干个1+p1^k1+p2^k2+p3^k3+...(其中p1,p2,p3,...等数两两互质且为素数)时,最小公倍数最大。

证明:首先,我们证明两两互质时最大。假设LCM最大时,仍有a1<=a2存在最大公约数k,那么a1=k*p,a2=k*q,这样一来a1与a2的最小公倍数为:k*p*q。那么我们进行如下操作。因为:a1,a2不互质,所以k>=2,那么我们将:a2拆成:a2=q+(k-1)*q,这样q,q(k-1),k*p,三个数两两互质且最小公倍数大于原来的最小公倍数,所以必然两两互质。

其次,我们证明,每个数都可以表示为:若干个1+p^k(p为素数),假设:存在合数(k*q)^i(k,p均为质数,且>=2),那么此数可以证明:k^i*p^i>k^i+p^i。(利用二元函数f(x,y)=(xy)^i-x^i-y^i可以证明,这里不多展开了)。所以,最后变为对各个素数的指数的动态规划问题。那么指标该怎么定呢?因为每两个数都是互质的,所以其最小公倍数即为已经存在的各个数之积,因为不需要求解LCM,所以大可用double存储。如果害怕double过大时,存在前十六位相同,导致状态转移错无,那我们可以用log来表示,因为:log是单增函数,且log(a*b)=loga+logb,便于状态转移。

double dp[N][M];

int pre[i][j];

我们用dp[i][j]表示用前i个数表示j时最优解,即log的最大值。

用pre[i][j]表示取dp[i][j]为最优解表示j时,j剩余的数。

状态转移方程:dp[i][j]=max(dp[i-1][j-p[i]]+logp[i],dp[i][j]);这样我们最后的最优解即为:dp[N][j]里最大的那一个然后:如果:j-pre[N][j]不为零的话就要输出(j-pre[N][j])*G,下来搜索dp[N-11][j-prime[N]]。最后dp[1][j]剩下来的值即为要输出的1*G的个数了。

代码如下:

#include   
#include   
#include   
#include   
#include   
#include   
#include   
#include   
#include   
#include   
using namespace std;  
typedef double db;  
#define DBG 0   
#define maa (1<<31)   
#define mii ((1<<31)-1)   
#define sl(c) ((int)(c).size())    //取字符串长度;   
#define forl(i, a, b) for(int i = (a); i <  (b); ++i)    //不带边界值循环,正序   
#define forle(i, a, b) for(int i = (a); i <= (b); ++i)   //带边界值循环,正序   
#define forh(i, a, b) for(int i = (a); i >  (b); --i)     //不带边界值,逆序   
#define forhe(i, a, b) for(int i = (a); i >= (b); --i)        //带边界值,逆序   
#define forlc(i, a, b) for(int i##_b = (b), i = (a); i <  i##_b; ++i)  //带别名的循环,用于不可改变值   
#define forlec(i, a, b) for(int i##_b = (b), i = (a); i <= i##_b; ++i)   
#define forgc(i, a, b) for(int i##_b = (b), i = (a); i >  i##_b; --i)   
#define forgec(i, a, b) for(int i##_b = (b), i = (a); i >= i##_b; --i)   
#define forall(i, v   )  forl(i, 0, sz(v))   //循环所有   
#define forallc(i, v   ) forlc(i, 0, sz(v))   
#define forlla(i, v   ) forhe(i, sz(v)-1, 0)   
#define forls(i, n, a, b) for(int i = a; i != b; i = n[i])   //搜表用   
#define rep(n)  for(int               repp = 0; repp <    (n); ++repp)   
#define repc(n) for(int repp_b = (n), repp = 0; repp < repp_b; ++repp)   
#define rst(a, v) memset(a, v, sizeof a)   //把字符v填充到a  reset 重置   
#define cpy(a, b) memcpy(a, b, sizeof a)   //copy b 的sizeof(a)个字符到a   
#define rstn(a, v, n) memset(a, v, (n)*sizeof((a)[0]))  //把字符v填充到a[n]之前的字节   
#define cpyn(a, b, n) memcpy(a, b, (n)*sizeof((a)[0]))    //copy b 的 n 个字符到a   
#define ast(b) if(DBG && !(b)) { printf("%d!!|\n", __LINE__); while(1) getchar(); }  //调试   
#define dout DBG && cout << __LINE__ << ">>| "   
#define pr(x) #x"=" << (x) << " | "   
#define mk(x) DBG && cout << __LINE__ << "**| "#x << endl   
#define pra(arr, a, b)  if(DBG) {\   
    dout<<#arr"[] |" <> x   //读数   
inline int     rdi() { int d; scanf("%d", &d); return d; }  
inline char    rdc() { scanf(" "); return getchar(); }  
inline string  rds() { rd(string, s); return s; }  
inline db rddb() { db d; scanf("%lf", &d); return d; }  
template inline bool updateMin(T& a, T b) { return a>b  a=b, true: false; }  
template inline bool updateMax(T& a, T b) { return a prim;  
int pre[N][M],n,m;  
void init()  
{  
    int bor=sqrt((float)M),temp;  
    forl(i,2,bor)  
    {  
        if(!nprime[i])  
        {  
            prim.push_back(i);  
            for(int j=i;(temp=j*i)<=M;j++)  
                nprime[temp]=true;  
        }  
    }  
    forlec(j,bor+1,M)  
    {  
        if(!nprime[j])prim.push_back(j);  
    }  
    pra(prim,0,prim.size()-1);  
}  
void solve(int n)  
{  
    rst(dp,0);  
    int gcd=0,div;  
    for(int i=2;prim[i]*prim[i]<=n;i++)  
    {  
        if(n%prim[i]) continue;  
        gcd=n/prim[i];  
        break;  
    }  
    div=n/gcd;  
    forl(i,1,N)  
    {  
        int k=prim[i-1];  
        forlec(j,1,div)  
        {  
            dp[i][j]=dp[i-1][j];  
            pre[i][j]=j;  
        }  
        while(k<=div)  
        {  
            forlec(j,k,div)  
            {  
                if(dp[i][j]
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
typedef double db;
#define DBG 0
#define maa (1<<31)
#define mii ((1<<31)-1)
#define sl(c) ((int)(c).size())    //取字符串长度;
#define forl(i, a, b) for(int i = (a); i <  (b); ++i)    //不带边界值循环,正序
#define forle(i, a, b) for(int i = (a); i <= (b); ++i)   //带边界值循环,正序
#define forh(i, a, b) for(int i = (a); i >  (b); --i)     //不带边界值,逆序
#define forhe(i, a, b) for(int i = (a); i >= (b); --i)        //带边界值,逆序
#define forlc(i, a, b) for(int i##_b = (b), i = (a); i <  i##_b; ++i)  //带别名的循环,用于不可改变值
#define forlec(i, a, b) for(int i##_b = (b), i = (a); i <= i##_b; ++i)
#define forgc(i, a, b) for(int i##_b = (b), i = (a); i >  i##_b; --i)
#define forgec(i, a, b) for(int i##_b = (b), i = (a); i >= i##_b; --i)
#define forall(i, v   )  forl(i, 0, sz(v))   //循环所有
#define forallc(i, v   ) forlc(i, 0, sz(v))
#define forlla(i, v   ) forhe(i, sz(v)-1, 0)
#define forls(i, n, a, b) for(int i = a; i != b; i = n[i])   //搜表用
#define rep(n)  for(int               repp = 0; repp <    (n); ++repp)
#define repc(n) for(int repp_b = (n), repp = 0; repp < repp_b; ++repp)
#define rst(a, v) memset(a, v, sizeof a)   //把字符v填充到a  reset 重置
#define cpy(a, b) memcpy(a, b, sizeof a)   //copy b 的sizeof(a)个字符到a
#define rstn(a, v, n) memset(a, v, (n)*sizeof((a)[0]))  //把字符v填充到a[n]之前的字节
#define cpyn(a, b, n) memcpy(a, b, (n)*sizeof((a)[0]))    //copy b 的 n 个字符到a
#define ast(b) if(DBG && !(b)) { printf("%d!!|\n", __LINE__); while(1) getchar(); }  //调试
#define dout DBG && cout << __LINE__ << ">>| "
#define pr(x) #x"=" << (x) << " | "
#define mk(x) DBG && cout << __LINE__ << "**| "#x << endl
#define pra(arr, a, b)  if(DBG) {\
    dout<<#arr"[] |" <> x   //读数
inline int     rdi() { int d; scanf("%d", &d); return d; }
inline char    rdc() { scanf(" "); return getchar(); }
inline string  rds() { rd(string, s); return s; }
inline db rddb() { db d; scanf("%lf", &d); return d; }
template inline bool updateMin(T& a, T b) { return a>b  a=b, true: false; }
template inline bool updateMax(T& a, T b) { return a prim;
int pre[N][M],n,m;
void init()
{
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