【最大公约数 调和级数】2183.统计可以被 K 整除的下标对数目

简介: 【最大公约数 调和级数】2183.统计可以被 K 整除的下标对数目

本文涉及知识点

最大公约数 调和级数

LeetCode2183. 统计可以被 K 整除的下标对数目

给你一个下标从 0 开始、长度为 n 的整数数组 nums 和一个整数 k ,返回满足下述条件的下标对 (i, j) 的数目:

0 <= i < j <= n - 1 且

nums[i] * nums[j] 能被 k 整除。

示例 1:

输入:nums = [1,2,3,4,5], k = 2

输出:7

解释:

共有 7 对下标的对应积可以被 2 整除:

(0, 1)、(0, 3)、(1, 2)、(1, 3)、(1, 4)、(2, 3) 和 (3, 4)

它们的积分别是 2、4、6、8、10、12 和 20 。

其他下标对,例如 (0, 2) 和 (2, 4) 的乘积分别是 3 和 15 ,都无法被 2 整除。

示例 2:

输入:nums = [1,2,3,4], k = 5

输出:0

解释:不存在对应积可以被 5 整除的下标对。

提示:

1 <= nums.length <= 105

1 <= nums[i], k <= 105

数学

如何判断x1*x2 能否被k整除。

方式一:

0 == x1× 2 %k

方式二:gcd(x1×x2,k)== k

注意:x1x2 超过了int范围。

那些数乘以x2能被k整除?

是k/gcd(k,x2) 的倍数。

题解

cnt[x]记录x出现的次数。

cnt2[x] 记录x的正数倍数出现次数。时间复杂度:O(nlogn) 调和级数。

枚举nums个元素,累加能乘以nums[i]被k整除的数量。

如果nums[i]*nums[i] 能被k整除,需要扣除。扣掉后,余下的数量是j< j或i > j,两者数量相等,故除以2.

时间复杂度:O(nlogn)

代码

核心代码

class Solution {
public:
  long long countPairs(vector<int>& nums, int k) {
    const int iMax = *std::max_element(nums.begin(), nums.end());
    vector<int> cnt(iMax + 1);
    for (const auto& n : nums) {
      cnt[n]++;
    }
    vector<int> cnt2(k + 1);
    for (int i = 1; i <= k; i++) {
      for (int x = i; x <= iMax; x += i) {
        cnt2[i] += cnt[x];
      }
    }
    long long llRet = 0;
    for (const auto& n : nums) {
      llRet += cnt2[k / gcd(n, k)];
      if (((long long)n * n >= k) && (0 == (long long)n * n % k)) {
        llRet --;
      }
    }
    return llRet / 2;
  }
};

测试用例

template<class T>
void Assert(const T& t1, const T& t2)
{
    assert(t1 == t2);
}
template<class T>
void Assert(const vector<T>& v1, const vector<T>& v2)
{
    if (v1.size() != v2.size())
    {
        assert(false);
        return;
    }
    for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
    {
        Assert(v1[i], v2[i]);
    }
}
int main()
{
  vector<int> nums;
  int k;
  {
    Solution sln;
    nums = { 2,2,10 }, k = 4;
    auto res = sln.countPairs(nums, k);
    Assert(3LL, res);
  }
  {
    Solution sln;
    nums = { 1,2,3,4,5 },k=2;
    auto res = sln.countPairs(nums,k);
    Assert(7LL, res);
  }
  {
    Solution sln;
    nums = { 1,2,3,4 }, k = 5;
    auto res = sln.countPairs(nums, k);
    Assert(0LL, res);
  }
}

扩展阅读

视频课程

有效学习:明确的目标 及时的反馈 拉伸区(难度合适),可以先学简单的课程,请移步CSDN学院,听白银讲师(也就是鄙人)的讲解。

https://edu.csdn.net/course/detail/38771

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相关下载

想高屋建瓴的学习算法,请下载《喜缺全书算法册》doc版

https://download.csdn.net/download/he_zhidan/88348653

我想对大家说的话
闻缺陷则喜是一个美好的愿望,早发现问题,早修改问题,给老板节约钱。
子墨子言之:事无终始,无务多业。也就是我们常说的专业的人做专业的事。
如果程序是一条龙,那算法就是他的是睛

测试环境

操作系统:win7 开发环境: VS2019 C++17

或者 操作系统:win10 开发环境: VS2022 C++17

如无特殊说明,本算法用**C++**实现。

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