{ }codelper
最大公约数溢出64 位整数P0322

数出三座灯塔重叠闪烁的时刻

三座灯塔在第 0 秒一起闪了一次,之后第一座灯塔每 a 秒闪一次,第二座每 b 秒闪一次,第三座每 c 秒闪一次。
也就是说,第一座灯塔在第 a 秒、2a 秒、3a 秒、… 闪烁,第二座和第三座同理。
在第 1 秒到第 T 秒(包含第 1 秒和第 T 秒)的整数秒中,求下面三种时刻各有多少个。
第一种,三座灯塔中恰好只有一座闪烁的时刻。
第二种,恰好有两座一起闪烁的时刻。
第三种,三座全部一起闪烁的时刻。
第 0 秒不计入。
周期相同的灯塔也算作不同的灯塔(a = b 时第一座和第二座总是一起闪烁)。
给出 q 个询问,对每个询问按上面的顺序在一行输出三个数,用一个空格隔开。

输入
第一行给出询问数 q。
接下来 q 行,每行给出 a、b、c、T,用一个空格隔开。
1 ≤ q ≤ 1,000,1 ≤ a, b, c ≤ 10^9,1 ≤ T ≤ 10^15
输出
对每个询问输出一行:“只有一座闪烁的时刻数”“只有两座闪烁的时刻数”“三座都闪烁的时刻数”,用一个空格隔开
样例 1 · stdin
2
4 6 9 36
2 2 5 9
stdout
10 3 1
1 4 0
main.py
输入(stdin)

运行时这些行会依次作为 input()/标准输入传入(运行中不会等待输入)。

$ 就绪

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其他语言怎么写?查看各语言题解 · 8 种语言题解

T 最大到 10^15,不可能一秒一秒地数。
周期为 a 的灯塔在 T 秒内闪烁 T 除以 a 的商 次,两座灯塔一起闪烁的时刻每隔两个周期的最小公倍数出现一次。
最小公倍数是 a ÷ 最大公约数(a, b) × b。
最大公约数有 Python math.gcd、C++ std::gcd(<numeric>),其他语言要自己写一个用 while (y != 0) 反复取余数的函数。
Python 用 math.lcm(a, b, c) 可以一次求出三个数的最小公倍数。
陷阱一:把两个周期的乘积当作共同周期是错的。
4 秒和 6 秒每 12 秒相遇一次,而不是 24 秒。
陷阱二:两座灯塔重叠的次数里也包含三座全部重叠的时刻。
示例的第一个询问中两两重叠的次数是 3 + 1 + 2 = 6,但第 36 秒在三对中都出现,所以“只有两座”是 6 − 3 × 1 = 3 次。
陷阱三:周期能放进 int,但最小公倍数可以大到 10^18。
在 Java、C#、C、C++ 中用 int 求最小公倍数会溢出(要用 long、long long)。
陷阱四:三个数的最小公倍数可以达到 10^27,连 long 也放不下。
Java、C# 的 long 溢出时不报错而是数值回绕,有时会变成比 T 还小的无关的数;在 C、C++ 中则是未定义行为。
所以在相乘之前先用除法判断是否 part > T / y,超过 T 就不相乘,按“0 次”处理。
Python 的整数没有大小限制,直接相乘即可。
JavaScript、TypeScript 的 number 和 Craykon 的数只在 2^53(约 9 × 10^15)以内精确,但溢出时不会回绕,而是保持为很大的数。
不超过 T 的值都是精确的,所以可以先相乘再用 l > T 比较。
商用 JavaScript Math.floor(t / l)、Craykon 数学.商(t, l) 求。

Pythonmain.py · 25 行
import mathimport sys  def main():    data = sys.stdin.read().split()    q = int(data[0])    out = []    for i in range(q):        a, b, c, t = map(int, data[1 + 4 * i: 5 + 4 * i])        # 주기마다, 그리고 함께 깜빡이는 주기(최소공배수)마다 T초 안에 몇 번인지 센다        na, nb, nc = t // a, t // b, t // c        nab = t // math.lcm(a, b)        nac = t // math.lcm(a, c)        nbc = t // math.lcm(b, c)        nabc = t // math.lcm(a, b, c)  # Python의 정수는 넘치지 않는다        # 한 등대만: 그 등대의 횟수에서 다른 등대와 겹친 것을 빼고, 두 번 뺀 '셋 모두'를 한 번 돌려준다        one = (na - nab - nac + nabc) + (nb - nab - nbc + nabc) + (nc - nac - nbc + nabc)        # 둘만: 두 등대가 겹친 순간에는 셋이 모두 겹친 순간도 들어 있다        two = (nab - nabc) + (nac - nabc) + (nbc - nabc)        out.append(f"{one} {two} {nabc}")    print("\n".join(out))  main()
JavaScriptmain.js · 30 行
const data = require("fs").readFileSync(0, "utf8").trim().split(/\s+/).map(Number); function gcd(x, y) {  while (y !== 0) [x, y] = [y, x % y];  return x;} // 최소공배수. cap을 넘으면 cap + 1을 돌려준다("T초 안에는 한 번도 없다"는 뜻)// Number는 넘쳐도 뒤집히지 않고 큰 수로 남으니, 곱한 다음에 견줘도 된다function lcm(x, y, cap) {  const l = (x / gcd(x, y)) * y;  return l > cap ? cap + 1 : l;} const q = data[0];const out = [];for (let i = 0; i < q; i++) {  const [a, b, c, t] = data.slice(1 + 4 * i, 5 + 4 * i);  const times = (period) => Math.floor(t / period); // T초 안에 몇 번  const ab = lcm(a, b, t);  const na = times(a), nb = times(b), nc = times(c);  const nab = times(ab), nac = times(lcm(a, c, t)), nbc = times(lcm(b, c, t));  const nabc = times(lcm(ab, c, t));  // 한 등대만: 그 등대의 횟수에서 다른 등대와 겹친 것을 빼고, 두 번 뺀 '셋 모두'를 한 번 돌려준다  const one = (na - nab - nac + nabc) + (nb - nab - nbc + nabc) + (nc - nac - nbc + nabc);  // 둘만: 두 등대가 겹친 순간에는 셋이 모두 겹친 순간도 들어 있다  const two = (nab - nabc) + (nac - nabc) + (nbc - nabc);  out.push(`${one} ${two} ${nabc}`);}console.log(out.join("\n"));
TypeScriptmain.ts · 32 行
import { readFileSync } from "node:fs"; const data: number[] = readFileSync(0, "utf8").trim().split(/\s+/).map(Number); function gcd(x: number, y: number): number {  while (y !== 0) [x, y] = [y, x % y];  return x;} // 최소공배수. cap을 넘으면 cap + 1을 돌려준다("T초 안에는 한 번도 없다"는 뜻)// number는 넘쳐도 뒤집히지 않고 큰 수로 남으니, 곱한 다음에 견줘도 된다function lcm(x: number, y: number, cap: number): number {  const l = (x / gcd(x, y)) * y;  return l > cap ? cap + 1 : l;} const q: number = data[0];const out: string[] = [];for (let i = 0; i < q; i++) {  const [a, b, c, t] = data.slice(1 + 4 * i, 5 + 4 * i);  const times = (period: number): number => Math.floor(t / period); // T초 안에 몇 번  const ab = lcm(a, b, t);  const na = times(a), nb = times(b), nc = times(c);  const nab = times(ab), nac = times(lcm(a, c, t)), nbc = times(lcm(b, c, t));  const nabc = times(lcm(ab, c, t));  // 한 등대만: 그 등대의 횟수에서 다른 등대와 겹친 것을 빼고, 두 번 뺀 '셋 모두'를 한 번 돌려준다  const one = (na - nab - nac + nabc) + (nb - nab - nbc + nabc) + (nc - nac - nbc + nabc);  // 둘만: 두 등대가 겹친 순간에는 셋이 모두 겹친 순간도 들어 있다  const two = (nab - nabc) + (nac - nabc) + (nbc - nabc);  out.push(`${one} ${two} ${nabc}`);}console.log(out.join("\n"));
JavaMain.java · 44 行
import java.io.*;import java.util.*; public class Main {    static long gcd(long x, long y) {        while (y != 0) {            long r = x % y;            x = y;            y = r;        }        return x;    }     // 최소공배수. cap을 넘으면 cap + 1을 돌려준다("T초 안에는 한 번도 없다"는 뜻)    static long lcm(long x, long y, long cap) {        long part = x / gcd(x, y);        // part * y가 cap보다 큰지를 곱하기 전에 나눗셈으로 묻는다: 곱하면 long도 넘친다        if (part > cap / y) return cap + 1;        return part * y;    }     public static void main(String[] args) throws IOException {        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));        int q = Integer.parseInt(br.readLine().trim());        StringBuilder sb = new StringBuilder();        for (int i = 0; i < q; i++) {            StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());            long a = Long.parseLong(st.nextToken());            long b = Long.parseLong(st.nextToken());            long c = Long.parseLong(st.nextToken());            long t = Long.parseLong(st.nextToken());            long ab = lcm(a, b, t);            long na = t / a, nb = t / b, nc = t / c;            long nab = t / ab, nac = t / lcm(a, c, t), nbc = t / lcm(b, c, t);            long nabc = t / lcm(ab, c, t);            // 한 등대만: 그 등대의 횟수에서 다른 등대와 겹친 것을 빼고, 두 번 뺀 '셋 모두'를 한 번 돌려준다            long one = (na - nab - nac + nabc) + (nb - nab - nbc + nabc) + (nc - nac - nbc + nabc);            // 둘만: 두 등대가 겹친 순간에는 셋이 모두 겹친 순간도 들어 있다            long two = (nab - nabc) + (nac - nabc) + (nbc - nabc);            sb.append(one).append(' ').append(two).append(' ').append(nabc).append('\n');        }        System.out.print(sb);    }}
C#Main.cs · 41 行
using System;using System.Text; class Program{    static long Gcd(long x, long y)    {        while (y != 0) (x, y) = (y, x % y);        return x;    }     // 최소공배수. cap을 넘으면 cap + 1을 돌려준다("T초 안에는 한 번도 없다"는 뜻)    static long Lcm(long x, long y, long cap)    {        long part = x / Gcd(x, y);        // part * y가 cap보다 큰지를 곱하기 전에 나눗셈으로 묻는다: 곱하면 long도 넘친다        if (part > cap / y) return cap + 1;        return part * y;    }     static void Main()    {        int q = int.Parse(Console.ReadLine()!.Trim());        var sb = new StringBuilder();        for (int i = 0; i < q; i++)        {            string[] p = Console.ReadLine()!.Split(' ', StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries);            long a = long.Parse(p[0]), b = long.Parse(p[1]), c = long.Parse(p[2]), t = long.Parse(p[3]);            long ab = Lcm(a, b, t);            long na = t / a, nb = t / b, nc = t / c;            long nab = t / ab, nac = t / Lcm(a, c, t), nbc = t / Lcm(b, c, t);            long nabc = t / Lcm(ab, c, t);            // 한 등대만: 그 등대의 횟수에서 다른 등대와 겹친 것을 빼고, 두 번 뺀 '셋 모두'를 한 번 돌려준다            long one = (na - nab - nac + nabc) + (nb - nab - nbc + nabc) + (nc - nac - nbc + nabc);            // 둘만: 두 등대가 겹친 순간에는 셋이 모두 겹친 순간도 들어 있다            long two = (nab - nabc) + (nac - nabc) + (nbc - nabc);            sb.Append(one).Append(' ').Append(two).Append(' ').Append(nabc).Append('\n');        }        Console.Write(sb);    }}
C++main.cpp · 31 行
#include <iostream>#include <numeric> // 최소공배수. cap을 넘으면 cap + 1을 돌려준다("T초 안에는 한 번도 없다"는 뜻)// std::lcm(x, y)는 결과가 long long에 안 들어가면 정해지지 않은 동작이라 여기서는 쓰지 못한다long long lcm(long long x, long long y, long long cap) {    long long part = x / std::gcd(x, y);    // part * y가 cap보다 큰지를 곱하기 전에 나눗셈으로 묻는다: 곱하면 long long도 넘친다    if (part > cap / y) return cap + 1;    return part * y;} int main() {    std::ios::sync_with_stdio(false);    std::cin.tie(nullptr);    int q;    std::cin >> q;    while (q--) {        long long a, b, c, t;        std::cin >> a >> b >> c >> t;        long long ab = lcm(a, b, t);        long long na = t / a, nb = t / b, nc = t / c;        long long nab = t / ab, nac = t / lcm(a, c, t), nbc = t / lcm(b, c, t);        long long nabc = t / lcm(ab, c, t);        // 한 등대만: 그 등대의 횟수에서 다른 등대와 겹친 것을 빼고, 두 번 뺀 '셋 모두'를 한 번 돌려준다        long long one = (na - nab - nac + nabc) + (nb - nab - nbc + nabc) + (nc - nac - nbc + nabc);        // 둘만: 두 등대가 겹친 순간에는 셋이 모두 겹친 순간도 들어 있다        long long two = (nab - nabc) + (nac - nabc) + (nbc - nabc);        std::cout << one << ' ' << two << ' ' << nabc << '\n';    }}
Cmain.c · 37 行
#include <stdio.h> static long long gcd(long long x, long long y) {    while (y != 0) {        long long r = x % y;        x = y;        y = r;    }    return x;} /* 최소공배수. cap을 넘으면 cap + 1을 돌려준다("T초 안에는 한 번도 없다"는 뜻) */static long long lcm(long long x, long long y, long long cap) {    long long part = x / gcd(x, y);    /* part * y가 cap보다 큰지를 곱하기 전에 나눗셈으로 묻는다: 곱하면 long long도 넘친다 */    if (part > cap / y) return cap + 1;    return part * y;} int main(void) {    int q;    if (scanf("%d", &q) != 1) return 0;    for (int i = 0; i < q; i++) {        long long a, b, c, t;        if (scanf("%lld %lld %lld %lld", &a, &b, &c, &t) != 4) return 0;        long long ab = lcm(a, b, t);        long long na = t / a, nb = t / b, nc = t / c;        long long nab = t / ab, nac = t / lcm(a, c, t), nbc = t / lcm(b, c, t);        long long nabc = t / lcm(ab, c, t);        /* 한 등대만: 그 등대의 횟수에서 다른 등대와 겹친 것을 빼고, 두 번 뺀 '셋 모두'를 한 번 돌려준다 */        long long one = (na - nab - nac + nabc) + (nb - nab - nbc + nabc) + (nc - nac - nbc + nabc);        /* 둘만: 두 등대가 겹친 순간에는 셋이 모두 겹친 순간도 들어 있다 */        long long two = (nab - nabc) + (nac - nabc) + (nbc - nabc);        printf("%lld %lld %lld\n", one, two, nabc);    }    return 0;}
Craykonmain.cray · 46 行
최대공약수(x, y){    当 (y != 0)    {        r = x % y;        x = y;        y = r;    }    返回 x;} // 최소공배수. cap을 넘으면 cap + 1을 돌려준다("T초 안에는 한 번도 없다"는 뜻)// 크레이콘의 수는 넘쳐도 뒤집히지 않고 큰 수로 남으니, 곱한 다음에 견줘도 된다최소공배수(x, y, cap){    l = 数学.商(x, 최대공약수(x, y)) * y;    如果 (l > cap)    {        返回 cap + 1;    }    返回 l;} q = 控制台.读行().转数字();循环 (i = 0; i < q; i++){    v = 控制台.读数字();    a = v[0];    b = v[1];    c = v[2];    t = v[3];    ab = 최소공배수(a, b, t);    // T초 안에 몇 번인지는 몫으로 센다    na = 数学.商(t, a);    nb = 数学.商(t, b);    nc = 数学.商(t, c);    nab = 数学.商(t, ab);    nac = 数学.商(t, 최소공배수(a, c, t));    nbc = 数学.商(t, 최소공배수(b, c, t));    nabc = 数学.商(t, 최소공배수(ab, c, t));    // 한 등대만: 그 등대의 횟수에서 다른 등대와 겹친 것을 빼고, 두 번 뺀 '셋 모두'를 한 번 돌려준다    one = na - nab - nac + nabc + (nb - nab - nbc + nabc) + (nc - nac - nbc + nabc);    // 둘만: 두 등대가 겹친 순간에는 셋이 모두 겹친 순간도 들어 있다    two = nab - nabc + (nac - nabc) + (nbc - nabc);    控制台.输出(one + " " + two + " " + nabc);}