LCMs:很好的数论和构造题。
显然我们不可以直接建图跑最短路。
于是考虑分讨。
倍数关系
答案显然为 \(\max(a,b)\)。
相等关系
答案显然为 \(0\)。
\(\gcd(a,b)>1\)
我们可以先走到 \(\gcd(a,b)\) 处,再到达 \(b\),答案为 \(a+b\)。
\(\gcd(a,b)=1\)
直接分讨不太好做,我们考虑用一点时间换取代码的简洁。
可以发现,我们中间会用到的点只有 \(3\) 个:\(minp_a,minp_b,2\),其中 \(minp_x\) 表示数 \(x\) 的最小质因数。
为什么要用最小的?因为既然 \(a,b\) 已经互质,所以无论如何转化到哪一步它都是互质的,我们就要尽可能减小这一步中转的代价。这就是 \(minp\) 的由来。
那么我们化为最小质因子后,就直接是两个数的积了吗?并不是,我们还可以发现这一个构造:\(minp_a \to 2 \to minp_b\)。可以让这一步的代价变为 \(minp_a\times 2+minp_b \times 2\)。并且其他数显然做这个中转点不优,因为 \(a,b\) 已经是最小质因子了。
于是选这 \(5\) 个点出来,跑 Floyd 即可。要是愿意写,写单源最短路也可以。
时间 \(O(t \sqrt {n})\)。
代码
/*
1. 倍数关系,ans=max(a,b);
2. 相等关系,ans=0;
3. 互质关系,找出 a,b,minp_a,minp_b,2 这 5 个点跑最短路,因为要使分别的质因数最小(中转的代价最小),显然选其他质因数必定不优
4. 有公因数关系:走到 gcd 处,答案为 a+b;
时间 O(sqrt(n)t)
*/#include <bits/stdc++.h>
#define fi first
#define se second
#define lc (p<<1)
#define rc ((p<<1)|1)
using namespace std;
typedef long long ll;
typedef unsigned long long ull;
typedef pair<int,int> pi;
int t;
ll d[10][10];
vector<int>g;
ll gcd(ll a,ll b)
{if(b==0)return a;return gcd(b,a%b);
}
ll lcm(ll a,ll b)
{return b/gcd(a,b)*a;
}
void floyd()
{for(int i=0;i<g.size();i++){for(int j=0;j<g.size();j++){d[i][j]=lcm(g[i],g[j]);if(i==j)d[i][j]=0;}}for(int k=0;k<g.size();k++){for(int i=0;i<g.size();i++){for(int j=0;j<g.size();j++){d[i][j]=min(d[i][j],d[i][k]+d[k][j]);}}}}
void solve()
{ll a,b;cin>>a>>b;if(a>b)swap(a,b);if(a==b)cout<<0<<'\n';else if(b%a==0)cout<<b<<'\n';else if(gcd(a,b)>1)cout<<a+b<<'\n';else{int minp_a=1,na=a;for(int i=2;i<=a/i;i++){if(na%i==0){minp_a=i;break;}}if(minp_a==1)minp_a=a;int minp_b=1,nb=b;for(int i=2;i<=b/i;i++){if(nb%i==0){minp_b=i;break;}}if(minp_b==1)minp_b=b;g.clear();g.push_back(a);g.push_back(b);g.push_back(minp_a);g.push_back(minp_b);g.push_back(2); floyd();cout<<d[0][1]<<'\n'; }
}int main()
{//freopen("sample.in","r",stdin);//freopen("sample.out","w",stdout);ios::sync_with_stdio(0);cin.tie(0);cout.tie(0);cin>>t;while(t--)solve();return 0;
}