杜教筛这个东西啊,听着好像很厉害,其实就是很厉害,不过并不难。
假设我们要求一个数论函数的前缀和:
S(n)=∑i=1nf(i)S(n)=\sum_{i=1}^nf(i)S(n)=i=1∑nf(i)
我们先找一个神奇函数ggg出来和fff做个卷积:
∑i=1n(g∗f)(i)=∑i=1n∑d∣ig(d)f(id)=∑d=1ng(d)∑i=1⌊nd⌋f(i)=∑d=1ng(d)S(⌊nd⌋)\sum_{i=1}^n (g*f)(i)=\sum_{i=1}^n\sum_{d|i}g(d)f(\frac{i}{d})=\sum_{d=1}^ng(d)\sum_{i=1}^{\lfloor \frac{n}{d} \rfloor}f(i)=\sum_{d=1}^ng(d)S(\lfloor \frac{n}{d} \rfloor)i=1∑n(g∗f)(i)=i=1∑nd∣i∑g(d)f(di)=d=1∑ng(d)i=1∑⌊dn⌋f(i)=d=1∑ng(d)S(⌊dn⌋)
由此可知:
g(1)S(n)=∑i=1n(g∗f)(i)−∑i=2ng(i)S(⌊ni⌋)g(1)S(n)=\sum_{i=1}^n(g*f)(i)-\sum_{i=2}^ng(i)S(\lfloor \frac{n}{i} \rfloor)g(1)S(n)=i=1∑n(g∗f)(i)−i=2∑ng(i)S(⌊in⌋)
因此如果卷积前缀和很好求的花,后面那一坨可以用数论分块根号时间内求解,然后继续递归什么的。
于是我们可以解决一些问题:bzoj3944,求μ\muμ和ϕ\phiϕ的前缀和。
我们知道∑d∣nμ(d)=[n==1]\sum_{d|n}\mu(d)=[n==1]d∣n∑μ(d)=[n==1]
所以我们只要让g(i)=1g(i)=1g(i)=1即可。
当然还有:∑d∣nϕ(d)=n\sum_{d|n}\phi(d)=nd∣n∑ϕ(d)=n
然后我们利用预处理一部分+map大法好来做这道题就可以了:
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define RI register int
typedef long long LL;
const int N=5000000;
unsigned int T,n;
map<int,LL>mp1,mp2;
LL phi[N+5];int tot,is[N+5],pri[N+5],mu[N+5];
void prework() {
mu[1]=phi[1]=1;
for(RI i=2;i<=N;++i) {
if(!is[i]) pri[++tot]=i,mu[i]=-1,phi[i]=i-1;
for(RI j=1;j<=tot&&pri[j]*i<=N;++j) {
is[pri[j]*i]=1;
if(i%pri[j]==0) {phi[pri[j]*i]=pri[j]*phi[i];break;}
else mu[pri[j]*i]=-mu[i],phi[pri[j]*i]=phi[pri[j]]*phi[i];
}
}
for(RI i=2;i<=N;++i) mu[i]+=mu[i-1],phi[i]+=phi[i-1];
}
int S1(unsigned int x) {
if(x==0) return 0;
if(x<=N) return mu[x];
if(mp1[x]) return mp1[x];
int re=1;
for(RI i=2,j;i<=x;i=j+1) j=x/(x/i),re-=1LL*(j-i+1)*S1(x/i);
mp1[x]=re;return re;
}
LL S2(unsigned int x) {
if(x==0) return 0;
if(x<=N) return phi[x];
if(mp2[x]) return mp2[x];
LL re=1LL*x*(x+1)/2;
for(RI i=2,j;i<=x;i=j+1) j=x/(x/i),re-=1LL*(j-i+1)*S2(x/i);
mp2[x]=re;return re;
}
int main()
{
scanf("%d",&T);prework();
while(T--) scanf("%u",&n),printf("%lld %d\n",S2(n),S1(n));
return 0;
}