CSP-S 2024 第一轮 第27题：假设程序运行前能自动将 maxn 改为 n+1，所实现的算法的时间复杂度是 0(

题目

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <algorithm>
using namespace std;

const int maxn = 1000000 + 5;
const int P1 = 998244353, P2 = 1000000007;
const int B1 = 2, B2 = 31;
const int K1 = 0, K2 = 13;

typedef long long ll;

int n;
bool p[maxn];
int p1[maxn], p2[maxn];

struct H {
    int h1, h2, l;
    H(bool b = false) {
        h1 = b + K1;
        h2 = b + K2;
        l = 1;
    }

    H operator + (const H & h) const {
        H hh;
        hh.l = l + h.l;
        hh.h1 = (1ll * h1 * p1[h.l] + h.h1) % P1;
        hh.h2 = (1ll * h2 * p2[h.l] + h.h2) % P2;
        return hh;
    }

    bool operator == (const H & h) const {
        return l == h.l && h1 == h.h1 && h2 == h.h2;
    }

    bool operator < (const H & h) const {
        if (l != h.l) return l < h.l;
        else if (h1 != h.h1) return h1 < h.h1;
        else return h2 < h.h2;
    }
} h[maxn];

void init() {
    memset(p, 1, sizeof(p));
    p[0] = p[1] = false;
    p1[0] = p2[0] = 1;
    for (int i = 1; i <= n; ++i) {
        p1[i] = (1ll * B1 * p1[i-1]) % P1;
        p2[i] = (1ll * B2 * p2[i-1]) % P2;
        if (!p[i]) continue;
        for (int j = 2 * i; j <= n; j += i) {
            p[j] = false;
        }
    }
}

int solve() {
    for (int i = n; i; --i) {
        h[i] = H(p[i]);
        if (2 * i + 1 <= n) {
            h[i] = h[2 * i] + h[i] + h[2 * i + 1];
        } else if (2 * i <= n) {
            h[i] = h[2 * i] + h[i];
        }
    }

    cout << h[1].h1 << endl;
    sort(h + 1, h + n + 1);
    int m = unique(h + 1, h + n + 1) - (h + 1);
    return m;
}

int main() {
    cin >> n;
    init();
    cout << solve() << endl;
}

假设程序运行前能自动将 maxn 改为 n+1，所实现的算法的时间复杂度是 $O(n \log n)$。（  ）

选项

• T. 正确
• F. 错误

答案

T

题解

选 T（正确）。分别分析：

1. init()：\(O(n\log\log n)\)

预处理幂数组需要 \(O(n)\)。筛素数时，只有 i 为质数才执行内层循环，因此是埃氏筛，时间复杂度为 \(O(n\log\log n)\)。

1. 计算所有 h[i]：\(O(n)\)

共循环 \(n\) 次，每次最多进行两次 H 的加法。这里的加法只计算长度和两个哈希值，并没有真正拼接字符串，所以每次是 \(O(1)\)。

1. sort：\(O(n\log n)\)

对 \(n\) 个 H 排序，每次比较最多检查三个整数，耗时 \(O(1)\)。

1. unique：\(O(n)\)

线性扫描，每次判等也是 \(O(1)\)。

所以总时间复杂度为 \[ O(n\log\log n+n+n\log n+n)=\boxed{O(n\log n)}. \]