嗯,杜教筛解决的就是这样一个丧心病狂的前缀和
\(O(N)\)都会T。。
积性函数##
如果一个数论函数\(f(n)\),满足若\(m,n\)互质,那么有\(f(n * m) = f(n) * f(m)\),那么称\(f(n)\)为积性函数
特别的,如果对于任意\(n,m\)都满足\(f(n * m) = f(n) * f(m)\),那么称\(f(n)\)为完全积性函数
狄利克雷卷积##
对于两个积性函数\(f(n),g(n)\),定义它们的狄利克雷卷积为:\((f*g)(n) = \sum_{d|n} f(d) * g(\frac{n}{d})\)
数论函数与狄利克雷卷积形成群,满足结合律,封闭性,单位元,逆元,同时还满足交换律
其中单位元为\(\epsilon\),\(\epsilon(n) = [n = 1]\)
还有一些比较常用的积性数论函数
这里有比较常用的几种卷积关系:
\(\mu * 1=\epsilon\)【莫比乌斯反演】【\(\mu\)与\(1\)互为逆元】
\(\phi * 1=Id\) \(\qquad \phi = Id * \mu\)
\(d = 1 * 1\) \(\qquad 1 = \mu * d\)等等之类的,,
我们甚至可以简单地证明莫比乌斯反演了:
\]
\]
杜教筛##
说了那么多,回归到杜教筛吧:
我们要求的是:
\]
我们找到另一个积性数论函数\(g(n)\)
那么
\]
\]
\]
我们就有:
\]
就可以有:
\]
如果我们能找到一个函数\(g(n)\)
使得\(\sum_{i=1}^{n}(f*g)(i)\)可以被快速计算
并且其前缀和非常容易计算【因为要计算\(\sum_{i=2}^{n} g(i) * S(\lfloor \frac{n}{i} \rfloor)\)】
那么我们就可以 分块 + 递归 求解\(S(n)\)了
可以证明,我们预处理出积性函数\(f(n)\)的前\(O(n^{\frac{2}{3}})\)项,就可以在记忆化搜索在\(O(n^{\frac{2}{3}})\)的复杂度计算出\(S(n)\)
是不是很神奇?
回到例题
具体地,两个问都可以考虑令\(g = 1\)具体自行思考
呼啦啦写完啦
贴代码【洛谷AC,BZOJ RE不停,求助QAQ,,或者哪天我再查查】
【思路还是没问题】
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cmath>
#include<map>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#define LL long long int
#define Redge(u) for (int k = h[u],to; k; k = ed[k].nxt)
#define REP(i,n) for (int i = 1; i <= (n); i++)
#define BUG(s,n) for (int i = 1; i <= (n); i++) cout<<s[i]<<' '; puts("");
using namespace std;
const int maxn = 100005,maxm = 4000005,N = 3414680,INF = 1000000000;
map<LL,LL> _mu,_phi;
int isn[maxm];
LL p[maxm],pi;
LL mu[maxm],phi[maxm];
void init(){
mu[1] = 1; phi[1] = 1;
for (register LL i = 2; i < N; i++){
if (!isn[i]) p[++pi] = i,mu[i] = -1,phi[i] = i - 1;
for (register int j = 1; j <= pi && i * p[j] < N; j++){
isn[i * p[j]] = true;
if (i % p[j] == 0){
mu[i * p[j]] = 0;
phi[i * p[j]] = phi[i] * p[j];
break;
}
mu[i * p[j]] = -mu[i];
phi[i * p[j]] = phi[i] * (p[j] - 1);
}
}
for (register int i = 1; i < N; i++){
mu[i] += mu[i - 1];
phi[i] += phi[i - 1];
}
}
LL S1(LL n){
if (n < N) return phi[n];
map<LL,LL>::iterator it;
if ((it = _phi.find(n)) != _phi.end())
return it->second;
LL ans = n * (n + 1) >> 1;
for (int i = 2,nxt; i <= n; i = nxt + 1){
nxt = n / (n / i);
ans -= (nxt - i + 1) * S1(n / i);
}
return _phi[n] = ans;
}
LL S2(LL n){
if (n < N) return mu[n];
map<LL,LL>::iterator it;
if ((it = _mu.find(n)) != _mu.end())
return it->second;
LL ans = 1;
for (int i = 2,nxt; i <= n; i = nxt + 1){
nxt = n / (n / i);
ans -= (nxt - i + 1) * S2(n / i);
}
return _mu[n] = ans;
}
int main(){
init();
LL T,n;
scanf("%lld",&T);
while (T--){
scanf("%lld",&n);
printf("%lld %lld\n",S1(n),S2(n));
}
return 0;
}
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