P2257 莫比乌斯反演
发布日期:2021-05-06 15:22:49 浏览次数:40 分类:精选文章

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题意:

计算 \sum_{k \in prime} \sum_{i=1}^{n} \sum_{j=1}^{m} \left [ gcd(i,j) = k \right ] 。

数据范围:1 \leqslant n,m \leqslant 10^7 。

题解:

\begin{aligned} ans&=\sum_{k\in prime}\sum_{i=1}^{n} \sum_{j=1}^{m} \left [ gcd(i,j) = k \right ] \\ &=\sum_{k\in prime} \sum_{i=1}^{\left \lfloor \frac{n}{k} \right \rfloor} \sum_{j=1}^{\left \lfloor \frac{m}{k} \right \rfloor} \left [ gcd(i,j) = 1 \right ] \\ &= \sum_{k\in prime}\sum_{i=1}^{\left \lfloor \frac{n}{k} \right \rfloor} \sum_{j=1}^{\left \lfloor \frac{m}{k} \right \rfloor} \sum_{d \mid gcd(i,j)} \mu(d) \\ &= \sum_{k\in prime}\sum_{d=1}^{\left \lfloor \frac{n}{k} \right \rfloor} \mu(d) \left \lfloor \frac{n}{kd} \right \rfloor \left \lfloor \frac{m}{kd} \right \rfloor \end{aligned}

算到这一步,需要换元降低时间复杂度。令 T = kd 。

ans = \sum_{T=1}^{n} \left \lfloor \frac{n}{T} \right \rfloor \left \lfloor \frac{m}{T} \right \rfloor \sum_{k\in prime , k \mid T} \mu(\frac{T}{k})

\sum_{k\in prime , k \mid T} \mu(\frac{T}{k})可以 O(nlogn) 筛出来,具体操作就是枚举素数的倍数。

这样就可以前缀和 + 整除分块求 ans 了。

感受:

又被卡常,把能用int的地方全用int就好了。

学会了一种优化方法:自己筛一个东西。

代码:

#include
using namespace std ;typedef long long ll ;const int maxn = 1e7 + 5 ;bool vis[maxn] ;int prime[maxn] ;int mu[maxn] , pre[maxn] ;int f[maxn] , g[maxn] ;int cnt = 0 ;void get_mu(int n){ mu[1] = 1 ; pre[1] = 1 ; for(int i = 2 ; i <= n ; i ++) { if(!vis[i]) prime[++ cnt] = i , mu[i] = -1 ; for(int j = 1 ; j <= cnt && prime[j] * i <= n ; j ++) { vis[prime[j] * i] = 1 ; if(i % prime[j] == 0) break ; else mu[i * prime[j]] = -mu[i] ; } pre[i] = pre[i - 1] + mu[i] ; }}void init(int n){ for(int i = 1 ; i <= cnt ; i ++) for(int j = prime[i] ; j <= n ; j += prime[i]) f[j] += mu[j / prime[i]] ; for(int i = 1 ; i <= n ; i ++) g[i] = g[i - 1] + f[i] ;}ll solve(int n , int m){ ll ans = 0 ; for(int l = 1 , r ; l <= n ; l = r + 1) { r = min(n / (n / l) , m / (m / l)) ; ans += ll(g[r] - g[l - 1]) * (n / l) * (m / l) ; } return ans ;}int main(){ int num = 1e7 ; get_mu(num) ; init(num) ; int t ; scanf("%d" , &t) ; while(t --) { int n , m ; scanf("%d%d" , &n , &m) ; if(n > m) swap(n , m) ; printf("%lld\n" , solve(n , m)) ; } return 0 ;}

 

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