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一个组合问题

今天Mayuyu遇到了一道组合问题,题目描述如下。

 

题目:http://acm.zju.edu.cn/onlinejudge/showProblem.do?problemId=4837

 

题意:给定一个的矩阵,在这个矩阵中任意选取3点,能构成多少个三角形?

 

分析:这个题明显是一个组合问题,利用容斥的思想。在的矩阵中一共有个点,那么有

     选择,在这种选择中三点共线的情况是不合法的,不合法主要分两种情况。

 

     (1)处于同一斜线上

         枚举的矩形,那么对角线上的两点已经固定,在这两点中间选一个点即可,我们知道,给定两个整

         数端点,直线上的整点个数为,减去已经固定的两

         个,中间还有个整点,然后的矩形还可以移动,一共有

         种情况,而每一个矩形有两个对角线,所以还要乘以2。

 

     (2)处于同一竖直线或者水平线上

         这种情况容易一点在每一个竖直线上选择3点,且每一列都是这样共有种情况。

         同理,还有

 

代码:

#include <iostream>
#include <string.h>
#include <stdio.h>

using namespace std;
typedef long long LL;

LL gcd(LL a,LL b)
{
    return b ? gcd(b,a%b):a;
}

LL num(LL n,LL m)
{
    LL ans = 0;
    for(int i=2;i<=n;i++)
    {
        for(int j=2;j<=m;j++)
            ans += (gcd(i,j) - 1) * (n - i + 1) * (m - j + 1) * 2;
    }
    return ans;
}

LL Work(LL n,LL m)
{
    LL t = (n + 1) * (m + 1);
    LL ans = t * (t - 1) * (t - 2) / 6;
    ans -= num(n,m);
    ans -= n * (n * n - 1) * (m + 1) / 6;
    ans -= m * (m * m - 1) * (n + 1) / 6;
    return ans;
}

int main()
{
    LL n,m;
    while(scanf("%lld%lld",&n,&m)!=EOF)
        printf("%lld\n",Work(n,m));
    return 0;
}