SPOJ LCMSUM (数论)

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对于 n,求出sigma (LCM (i , n))    n >=  i >=1

重要的是复习一下推导过程。。。

LCM(i , n) = i * n / gcd (i , n)

所以我们按分母分类合并,gcd (i , n)显然是n的约数,sqrt(n)级别的。

g = gcd (i , n) ,将所有分母为g的求和。

即gcd (i / g , n / g) = 1,sigma(i / g) * g。

这里有个结论,对于 m >= 2,与m的互质的数的和为m * phi (m) / 2。

如果gcd (a , m) = 1那么gcd (m - a , m) = 1。所以所有的互质的数,可以两两分组。

那么分母为g的求和便是 n * phi(n / g) * n / g / 2

做法就比较显然了,枚举所有的g,即所有的约数,预处理所有欧拉函数 + Q * sqrt(n)。

遗憾的是会超时。

如果 令n / g = d,那么对于 n ,ans[n] = sigma (n * phi(d) * d / 2) 。 n | d

所以可以预处理出所有的ans[]。枚举d,更新n。

#include 
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#include 
#include 
#include 
#define lowbit(x) (x & (-x))
#define Key_value ch[ch[root][1]][0] 
#pragma comment(linker, "/STACK:1024000000,1024000000")    
using namespace std;
typedef long long LL;
const int N = 1000005;
int t , n;
LL phi[N] , ans[N];
void Init () {
    for (int i = 2 ; i < N ; i ++) {
        if (phi[i]) continue;
        for (int j = i ; j < N ; j += i) {
            if (!phi[j]) phi[j] = j;
            phi[j] = phi[j] * 1LL / i * (i - 1);
        }
    }
    ans[1] = 1LL;
    for (int i = 2 ; i < N ; i ++)
        ans[i] = (1LL * i * i * phi[i] >> 1) + i;
    for (int i = 2 ; i * i < N ; i ++) {
        ans[i * i] += 1LL * i * i * phi[i] * i >> 1;
        for (int j = i * i + i , k = i + 1 ; j < N ; j += i , k ++) {
            ans[j] += (1LL * j * phi[i] * i >> 1) + (1LL * j * k * phi[k] >> 1);
        }
    } 
}
int main () {
    #ifndef ONLINE_JUDGE
        freopen ("input.txt" , "r" , stdin);
        // freopen ("output.txt" , "w" , stdout);
    #endif
    Init ();
    scanf ("%d" , &t);
    while (t --) {
        scanf ("%d" , &n);
        printf ("%lld\n" , ans[n]);
    }
    return 0;
}


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