UVa 11426 - GCD - Extreme (II) 转化+筛法生成欧拉函数表

《训练指南》p.125

设f
= gcd(1, n) + gcd(2, n) + …… + gcd(n - 1, n);

则所求答案为S
= f[2]+f[3]+……+f
;

求出f
即可递推求得S
:S
= S[n - 1] + f
;

所有gcd(x, n)的值都是n的约数，按照约数进行分类，令g(n, i)表示满足gcd(x, n) = i && x < n 的正整数x的个数，则f
= sum{ i * g(n, i) | n % i = 0 };

gcd( x, n ) = i 的充要条件为：gcd( x / i, n / i ) = 1; 因此满足条件的x/i有phi(n/i)个，说明g(n, i) = phi( n/i )；

如果依次计算f
，枚举f
的约数的话效率太低

因此对于每个i枚举它的倍数n并更新f
，时间复杂度与素数筛法同阶。

#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <algorithm>

#define LL long long int

using namespace std;

const int MAXN = 4000100;

LL phi[MAXN];
LL S[MAXN];
LL f[MAXN];

//筛法计算欧拉数
void phi_table( int n )
{
for ( int i = 2; i < n; ++i ) phi[i] = 0;
phi[1] = 1;
for ( int i = 2; i < n; ++i )
if ( !phi[i] )
{
for ( int j = i; j < n; j += i )
{
if ( !phi[j] )
phi[j] = j;
phi[j] = phi[j] / i * (i - 1);
}
}
return;
}

int main()
{
phi_table( MAXN );

memset( f, 0, sizeof(f) );
for ( int i = 1; i < MAXN; ++i )
for ( int j = i * 2; j < MAXN; j += i )
f[j] += i * phi[j / i];

S[2] = f[2];
for ( int i = 3; i < MAXN; ++i )
S[i] = S[ i - 1 ] + f[i];

int n;
while ( scanf( "%d", &n ), n )
{
printf("%lld\n", S
);
}
return 0;
}