除法分块

计算一个式子:i=1nni
很明显可以直接一个for循环,O(n)求出结果,但是我们可以将其优化到O(n)

例题 AcWing199. 余数之和

给定正整数n和k,计算(kmod1)+(kmod1)+...+(kmodn)的值。 1n,k109

首先我们知道kmodi=kkii
所以上边式子可以化简为,nki=1nkii,所以我们最主要的就是处理ki

首先对于n=10k=5打个表,i[1,n]:(渲染之后,表格糊了,凑合看吧)

k 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
k/i 5 2 1 1 1 0 0 0 0 0

很明显,我们发现ki的值呈区间变化,而除法分块就是让我们可以快速算出每一个区间的lr端点,然后计算即可。

对于每一个区间,左端点x=gx+1我们可以直接更新,然后对于右端点,先说结论,gx=k/k/x

为什么呢?
对于x[1,k]我们设g(x)=k/k/x。首先明白f(x)=k/x是一个单调递减函数,然后我们现在来构造,g(x)=k/k/x k/(k/x),那么k/g(x)k/x

再证明k/g(x)k/x

k/g(x)k/(k/k/x)

综上,得k/g(x)=k/x

所以对于,i[x,k/k/x]k/i的值都相等。

现在可以求区间端点的值了,下边证明为什么是O(n)
in时,k/i最多有k个不同的值,而当i>k时,k/i<k,所以k/i最多也只有k个不同的值,那么现在就明白了,我们上面分的块,最多有2k块,因此就是O(n)级别。

对于题目要求i=lrkii = i=lrkli = kli=lri,后边用等差数列求和公式即可。

// Problem: 余数之和
// Contest: AcWing
// URL: https://www.acwing.com/problem/content/201/
// Memory Limit: 64 MB
// Time Limit: 1000 ms
// 
// Powered by CP Editor (https://cpeditor.org)

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

int main() {
	long long n, k;
	cin >> n >> k;
	long long res = n * k;
	for (int x = 1, gx; x <= n; x = gx + 1) {
		if (k / x == 0) gx = n;
		else gx = min(k / (k / x), n);
		res -= (k / x) * (x + gx) * (gx - x + 1) / 2;
	}
	
	cout << res << endl;
	
    return 0;
}
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