[loj6053]簡單的函式【min_25篩】
【題目連結】
https://loj.ac/problem/6053
【題解】
min_25篩的模板題。
min_25篩可以解決以下一類積性函式的求和問題。
1.可以通過多項式表達出來。
2.可以快速算出。
這道題中,^所以條件1滿足,條件2顯然也是滿足的。
part1
我們先來考慮一個問題,如何求,T是N通過除法能得到的數,大約有種取值。
不難發現, 因為只有2異或了後會加1。
那麼我們要求的就是質數的和以及質數的個數。
首先篩出中的所有質數,記作。
記函式表示。
那麼相當於求出
考慮從推到,就是從中去除最小質因子是的,於是可以推出:
相當於強制選出一個,剩下的隨便選,但要重新加上有比更小的質因子的方案。
邊界條件是,可以計算。
由於我們只要求個取值,可以將它們一起考慮。
具體來說,我們從前往後列舉每一個質數由於大的的取值不會影響小的,所以從後往前更新。
現在的複雜度是
考慮優化,當時,,因為不可能存在一個有的因子但不是質數的數,所以每次有一段字首不用算。
現在的複雜度是?,我不會證,但肯定比小。
Part2
處理出了接下來就簡單了。
記為,我們要求的是。
由於我們已經知道了(質數的答案和)。現在要加入非質數的答案。還是考慮列舉質數:
由於所以它的值也是已知的。
邊界條件是時,值為0。
這個相當於是把上一部分的遞迴實現,所以複雜度與Part1相同。
總時間複雜度:一般能做到
【程式碼】(為了便於除錯很多地方寫的比較煩)
/* - - - - - - - - - - - - - - -
User : VanishD
problem : loj-6053
Points : Min_25
- - - - - - - - - - - - - - - */
# include <bits/stdc++.h>
# define ll long long
# define inf 0x3f3f3f3f
# define P 1000000007
# define N 1001000
using namespace std;
ll use[N], p[N], pre[N], bak[N], pre0[N], pre1[N], bak0[N], bak1[N];
ll sum, nt, cnt;
int pnum;
const ll inv2 = 5e8 + 4;
void get_p(int n){
use[1] = true;
for (int i = 2; i <= n; i++){
if (!use[i]) p[++pnum] = i;
for (ll j = 1; j <= pnum && 1ll * i * p[j] <= n; j++){
use[i * p[j]] = true;
if (i % p[j] == 0) break;
}
}
}
ll F(ll p, int k){
if (k == 0) return 1;
return p ^ k;
}
void get_Pow0(){
for (int i = 1; i <= nt; i++)
pre0[i] = i, bak0[i] = sum / i;
for (int i = 1, prep = 1, bakp = nt; i <= pnum; i++){
while (prep <= nt && p[i] * p[i] > prep) prep++;
while (bakp >= 1 && p[i] * p[i] > sum / bakp) bakp--;
for (int j = 1; j <= bakp; j++){
ll x = sum / j;
ll tmp1 = (x <= nt) ? pre0[x] : bak0[sum / x],
tmp2 = (x / p[i] <= nt) ? pre0[x / p[i]] : bak0[sum / (x / p[i])],
tmp3 = pre0[p[i] - 1];
bak0[j] = (tmp1 - 1 * (tmp2 - tmp3) + P) % P;
}
for (int j = nt; j >= prep; j--){
ll x = j;
ll tmp1 = (x <= nt) ? pre0[x] : bak0[sum / x],
tmp2 = (x / p[i] <= nt) ? pre0[x / p[i]] : bak0[sum / (x / p[i])],
tmp3 = pre0[p[i] - 1];
pre0[j] = (tmp1 - 1 * (tmp2 - tmp3) + P) % P;
}
}
for (int i = 1; i <= nt; i++) pre0[i] -= 1, bak0[i] -= 1;
}
void get_Pow1(){
for (int i = 1; i <= nt; i++){
pre1[i] = 1ll * i * (i + 1) % P * inv2 % P;
ll tmp = (sum / i) % P;
bak1[i] = tmp * (tmp + 1) % P * inv2 % P;
}
for (int i = 1, prep = 1, bakp = nt; i <= pnum; i++){
while (prep <= nt && p[i] * p[i] > prep) prep++;
while (bakp >= 1 && p[i] * p[i] > sum / bakp) bakp--;
for (int j = 1; j <= bakp; j++){
ll x = sum / j;
ll tmp1 = (x <= nt) ? pre1[x] : bak1[sum / x],
tmp2 = (x / p[i] <= nt) ? pre1[x / p[i]] : bak1[sum / (x / p[i])],
tmp3 = pre1[p[i] - 1];
bak1[j] = (tmp1 - p[i] * (tmp2 - tmp3) % P + P) % P;
}
for (int j = nt; j >= prep; j--){
ll x = j;
ll tmp1 = (x <= nt) ? pre1[x] : bak1[sum / x],
tmp2 = (x / p[i] <= nt) ? pre1[x / p[i]] : bak1[sum / (x / p[i])],
tmp3 = pre1[p[i] - 1];
pre1[j] = (tmp1 - p[i] * (tmp2 - tmp3) % P + P) % P;
}
}
for (int i = 1; i <= nt; i++) pre1[i] -= 1, bak1[i] -= 1;
}
ll get_s(ll n, int m){
if (n <= 1 || n < p[m]) return 0;
ll ans = ((n > nt) ? bak[sum / n] : pre[n]) - pre[p[m] - 1];
for (int i = m; i <= pnum && n >= 1ll * p[i] * p[i]; i++)
for (ll j = 1, k = p[i]; k * p[i] <= n; j++, k *= p[i])
ans = (ans + F(p[i], j) * get_s(n / k, i + 1) + F(p[i], j + 1)) % P;
return ans;
}
int main(){
ll n;
scanf("%lld", &n);
sum = n; nt = sqrt(n);
get_p(nt);
get_Pow0(); get_Pow1();
for (int i = 1; i <= nt; i++){
if (i == 1) pre[i] = 0;
else pre[i] = (pre1[i] - pre0[i] + 2 + P) % P;
bak[i] = (bak1[i] - bak0[i] + 2 + P) % P;
}
p[pnum + 1] = nt + 1;
printf("%lld\n", (get_s(n, 1) + 1) % P);
return 0;
}
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