BZOJ2818 Gcd[莫比乌斯反演]
2017-08-21 11:18
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E - Gcd
HYSBZ - 2818题解:
首先根据题意,设 f(i) 为 gcd(x,y)=i 的对数。
对应的设
( d=k*j [k>=1] 因为总是忘记整除左大还是右大)
F(j)我们可以很容易求出来,就是
,因为 F(j) 代表在 n 里面所有 gcd(x,y)=i 其中 i 是 j 的倍数的所有情况。
那么反过来就是
,但是我们不单单只是求 f(i) 单项,而是求 n 里面 gcd(x,y)=素数的情况。
那么最终结果就是
( p 代表在 n 内的所有素数)。
将刚才的式子带进去,就变成
,这个题给的时间,用这个式子完全可以暴力算出来了。
=====================================================================
但是显然,我们可以很容易发现,合数会在这个式子当中重复出现多次。
那么这意味着,只要我们能求出
就能把枚举 n 内的每个素数的所有倍数,变为枚举 1 到 n 的所有数了。
式子将变成这样
(因为 1 并不是素数的倍数,所以从2开始)
现在的问题就转换成如何算出T(d)。
① 当 d 为素数的时候 那么 T(d) 必然为 μ(d/d) 即 μ(1)。
这提醒了我们,线性筛有可能把T(d)一起算出来。
② d%prim[j] != 0 的时候 ,就代表着 d 中不存在prim[j] 这个素因子。
但是在 d*prim[j] 中却存在这个素因子,而莫比乌斯是个积性函数,μ(a*b)=μ(a)*μ(b) (当 gcd(a,b)==1 )
③ d%prim[j] == 0 的时候,就代表d中存在 prim[j] 这个素因子。
那么这意味着 第二项的求和式当中,除了当 p = prim[j] 这一项以外,其他的数,都会其中一个素因子的指数为2以上,就代表着该数的 μ的值为0,仅存在
有可能有值,那么T(d*prim[j])=μ(d)
那么最终,我们就可以用打表打出T(d)的全部值了。
同时在打表中求个T(d)的前缀和,分块加速来求和即可。
T_T但是有人能告诉我,为啥这样写的时间,比我用暴力还要长啊!!!
暴力
#pragma comment(linker, "/STACK:102400000,102400000") #include<iostream> #include<cstdio> #include<cstring> #include<cmath> #include<string> #include<algorithm> #include<queue> #include<stack> #include<set> #include<map> #include<vector> using namespace std; typedef long long ll; const int N=1e7+5; bool mark ; int prim ,mu ,smu ; int cnt; void initial() { cnt=0; smu[1]=mu[1]=1; for (int i=2 ; i<N ; ++i) { if (!mark[i]) { prim[cnt++]=i; mu[i]=-1; } for (int j=0 ; j<cnt && i*prim[j]<N ; ++j) { mark[i*prim[j]]=1; if (!(i%prim[j])) { mu[i*prim[j]]=0; break; } mu[i*prim[j]]=-mu[i]; } smu[i]=smu[i-1]+mu[i]; } } int main() { initial(); int n; while (~scanf("%d",&n)) { ll ans=0; for (int i=0 ; i<cnt && prim[i]<=n ; ++i) for (int j=1 ; j*prim[i]<=n ; ++j) ans+=(ll)mu[j]*(n/(j*prim[i]))*(n/(j*prim[i])); printf("%lld\n",ans); } return 0; }
优化后
#pragma comment(linker, "/STACK:102400000,102400000") #include<iostream> #include<cstdio> #include<cstring> #include<cmath> #include<string> #include<algorithm> #include<queue> #include<stack> #include<set> #include<map> #include<vector> using namespace std; typedef long long ll; const int N=1e7+5; bool mark ; int prim ,mu ,T ,st ; int cnt; void initial() { cnt=0; mu[1]=1; T[1]=st[1]=0; for (int i=2 ; i<N ; ++i) { if (!mark[i]) { prim[cnt++]=i; mu[i]=-1; T[i]=mu[1]; } for (int j=0 ; j<cnt && i*prim[j]<N ; ++j) { mark[i*prim[j]]=1; if (!(i%prim[j])) { mu[i*prim[j]]=0; T[i*prim[j]]=mu[i]; break; } mu[i*prim[j]]=-mu[i]; T[i*prim[j]]=mu[prim[j]]*T[i]+mu[i]; } st[i]=st[i-1]+T[i]; } } int main() { initial(); int n; while (~scanf("%d",&n)) { ll ans=0; for (int i=2,ed=0 ; i<=n ; i=ed+1) { ed=n/(n/i); ans+=(ll)(st[ed]-st[i-1])*(n/i)*(n/i); } printf("%lld\n",ans); } return 0; }
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