1. 程式人生 > >BZOJ4916 神犇和蒟蒻 杜教篩

BZOJ4916 神犇和蒟蒻 杜教篩

題目連結

題意:
給你 n n ,求 i = 1

n μ ( i 2 ) \sum_{i=1}^n\mu(i^2)
i = 1 n ϕ ( i 2
) \sum_{i=1}^n\phi(i^2)
n < = 1 e 9 n<=1e9

題解:
對於 i = 1 n μ ( i 2 ) \sum_{i=1}^n\mu(i^2) ,這個東西的值其實就是1。。。原因是除了 μ ( 1 ) = 1 \mu(1)=1 以外,其他都因為是某個數的平方,所以都含平方因子,於是值都是0。

重點就是求 i = 1 n ϕ ( i 2 ) \sum_{i=1}^n\phi(i^2) 。我們知道, ϕ ( n ) = n i = 1 k p i 1 p i \phi(n)=n*\prod_{i=1}^k\frac{p_i-1}{p_i} ,所以 ϕ ( n 2 ) = n 2 i = 1 k p i 1 p i = n ϕ ( n ) \phi(n^2)=n^2*\prod_{i=1}^k\frac{p_i-1}{p_i}=n*\phi(n) ,也就可以轉化成求 i = 1 n i d ( i ) ϕ ( i ) \sum_{i=1}^nid(i)*\phi(i)

然後我們考慮用杜教篩來篩這個東西。我們考慮構造 g g ,我們選擇 i d id 作為 g g 函式,這樣我們有 h ( i ) = f ( i ) g ( i ) h(i)=f(i)*g(i)
h ( i ) = d i ( i d ( d ) ϕ ( d ) ) i d ( i d ) = i d i ϕ ( d ) = i 2 h(i)=\sum_{d|i}(id(d)*\phi(d))*id(\frac{i}{d})=i\sum_{d|i}\phi(d)=i^2
帶入杜教篩的式子可得: S ( n ) = i = 1 n i 2 i = 2 n i d ( i ) S ( n i ) S(n)=\sum_{i=1}^ni^2-\sum_{i=2}^nid(i)S(\lfloor\frac{n}{i}\rfloor) ,前面的可以用平方求和公式,後面的可以用等差數列+整除分塊和遞迴下去做就好了。

程式碼:

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int phi[1000010],vis[1000010],p[1000010],cnt;
map<long long,long long> mp;
long long ni,ans,ni2,n,sum[1000010];
const long long mod=1e9+7;
inline long long ksm(long long x,long y)
{
	long long res=1;
	while(y)
	{
		if(y&1)
		res=res*x%mod;
		x=x*x%mod;
		y>>=1;
	}
	return res;
}
inline long long calc(long long x)
{
	if(x<=1000000)
	return sum[x];
	if(mp[x])
	return mp[x];
	long long r,res=0;
	res=x*(x+1)%mod*(2*x+1)%mod*ni%mod;
	for(long long l=2;l<=x;l=r+1)
	{
		r=x/(x/l);
		res=(res-1ll*(r-l+1)*(r+l)%mod*ni2%mod*calc(x/l)%mod)%mod;
		res=(res+mod)%mod;
	}
	mp[x]=res;
	return res;
}
int main()
{
	scanf("%lld",&n);
	printf("1\n");
	phi[1]=1;
	sum[1]=1;
	for(int i=2;i<=1000000;++i)
	{
		if(!vis[i])
		{
			p[++cnt]=i;
			phi[i]=i-1;
		}
		for(int j=1;j<=cnt&&p[j]*i<=1000000;++j)
		{
			vis[i*p[j]]=1;
			if(i%p[j]==0)
			{
				phi[i*p[j]]=phi[i]*p[j];
				break;
			}
			phi[i*p[j]]=phi[i]*(p[j]-1);
		}
		sum[i]=(sum[i-1]+(long long)i*phi[i])%mod;
	}
	ni=ksm(6,mod-2);
	ni2=ksm(2,mod-2);
	printf("%lld\n",calc(n));
	return 0;
}