UVa 1642 - Magical GCD(数论)

时间:2023-03-09 03:51:05
UVa 1642 - Magical GCD(数论)

链接:

https://uva.onlinejudge.org/index.php?option=com_onlinejudge&Itemid=8&page=show_problem&problem=4517

题意:

输入一个n(n≤100000)个元素的正整数序列,求一个连续子序列,使得该序列中所有元素的最大公约数与序列长度的乘积最大。
例如,5个元素的序列30, 60, 20, 20, 20的最优解为{60, 20, 20, 20},乘积为gcd(60,20,20,20)*4=80。

分析:

从左到右枚举序列的右边界j,然后快速求出左边界i≤j,使得MGCD(i,j)最大。
其中MGCD(i,j)定义为gcd(a[i],a[i+1],...,a[j])*(j-i+1)。
考虑序列5, 8, 6, 2, 6, 8,当j=5时需要比较i=1, 2, 3, 4, 5时的MGCD(i,j),如下表所示:

i=1,gcd表达式=gcd(5,8,6,2,6),gcd值=1,序列长度=5。
i=2,gcd表达式=gcd(8,6,2,6),gcd值=2,序列长度=4。
i=3,gcd表达式=gcd(6,2,6),gcd值=2,序列长度=3。
i=4,gcd表达式=gcd(2,6),gcd值=2,序列长度=2。
i=5,gcd表达式=gcd(6),gcd值=6,序列长度=1。

从下往上看,gcd表达式里每次多一个元素,有时gcd不变,有时会变小,而且每次变小时一定是变成了它的某个约数。
换句话说,不同的gcd值最多只有logj种!当gcd值相同时,序列长度越大越好,所以可以把表简化一下:

gcd值=1,i=1。
gcd值=2,i=2。
gcd值=6,i=5。

因为表里只有logj个元素,所以可以依次比较每一个i对应的MGCD(i,j),时间复杂度为O(logj)。
下面考虑j从5变成6时,这个表会发生怎样的变化。
首先,上述所有gcd值都要再和a6=8取gcd,然后要加入i=6的项目,gcd值为8。
由于相同的gcd值只需要保留i的最小值,所以i=5被删除,最终得到如下表所示结果。

gcd值=1,i=1。
gcd值=2,i=2。
gcd值=8,i=6。

总时间复杂度为O(nlogn)。

代码:

 #include <cstdio>
#include <vector>
using namespace std; typedef long long int LLI;
struct Item {
LLI g;
int p;
}; LLI gcd(LLI a, LLI b) {
return b == ? a : gcd(b, a%b);
} int main() {
int T, n;
LLI v, ans;
scanf("%d", &T);
while(T--) {
ans = ;
vector<Item> vec;
scanf("%d", &n);
for(int t = ; t < n; t++) {
scanf("%lld", &v);
for(int i = ; i < vec.size(); i++) vec[i].g = gcd(vec[i].g, v);
vec.push_back((Item){v,t});
vector<Item> nvec;
for(int i = ; i < vec.size(); i++) {
if(i != && vec[i].g == vec[i-].g) continue;
ans = max(ans, vec[i].g * (t-vec[i].p+));
nvec.push_back(vec[i]);
}
vec = nvec;
}
printf("%lld\n", ans);
}
return ;
}