【数论】Min_25筛

听说这玩意玩爆洲阁筛???
按照惯例,放上fj_zzq的blog

Min_25筛可以解决一类积性函数求和问题,

筛质数

假设我们现在要对n以内的质数求和,

先线筛出小于 n \sqrt n n 的所有质数,设第i个为 p i p_i pi,共有 p 0 p_0 p0个质数, p s ps ps为p的前缀和,
设函数: S ( x , j ) = ∑ i = 2 x i ∗ [ i 为 质 数   或   i 的 最 小 质 因 子 大 于 p j ] S(x,j)=\sum_{i=2}^x i*[i为质数\ 或\ i的最小质因子大于p_j] S(x,j)=i=2xi[i  ipj]

S u m ( n ) = ( n + 1 ) ∗ n / 2 Sum(n)=(n+1)*n/2 Sum(n)=(n+1)n/2
显然,对于任意的x, S ( x , 0 ) = S u m ( x ) − 1 S(x,0)=Sum(x)-1 S(x,0)=Sum(x)1,我们要求的Ans就是 S ( n , p 0 ) S(n,p_0) S(n,p0)

考虑转移:如果 p j 2 > x p_j^2>x pj2>x S ( x , j ) = S ( x , j − 1 ) S(x,j)=S(x,j-1) S(x,j)=S(x,j1)
否则: S ( x , j ) = S ( x , j − 1 ) − p j ∗ ( S ( ⌊ x p j ⌋ , j − 1 ) − p s j − 1 ) S(x,j)=S(x,j-1)-p_j*(S(\lfloor \frac{x}{p_j} \rfloor,j-1)-ps_{j-1}) S(x,j)=S(x,j1)pj(S(pjx,j1)psj1)

就这样一直递推下去即可得出 S ( n , p 0 ) S(n,p_0) S(n,p0)

不难发现这样还可以筛各种奇奇怪怪的东西,但还是不能筛任意的积性函数

积性函数求和

通过上面的方法可以求出大部分积性函数 f ( x ) f(x) f(x),当x为质数时的和,现在要求的是:
∑ i = 1 n f ( i ) \sum_{i=1}^nf(i) i=1nf(i)
考虑把上面的式子倒过来推,定义跟前面的一样:(可以用上面的S来预处理 G ( x , p 0 ) G(x,p_0) G(x,p0)
f s x = ∑ i = 1 x f ( p i ) fs_x=\sum_{i=1}^xf(p_i) fsx=i=1xf(pi)
G ( x , j ) = G ( x , j + 1 ) + ∑ k = 1 ( G ( ⌊ x p j k ⌋ , j + 1 ) − f s j ) ∗ f ( p j k ) + ∑ k = 2 f ( p j k ) G(x,j)=G(x,j+1)+\sum_{k=1}(G(\lfloor\frac{x}{p_j^k}\rfloor,j+1)-fs_j)*f(p_j^k)+\sum_{k=2}f(p_j^k) G(x,j)=G(x,j+1)+k=1(G(pjkx,j+1)fsj)f(pjk)+k=2f(pjk)
这样 A n s = G ( n , 0 ) Ans=G(n,0) Ans=G(n,0)

复杂度为: O ( n 3 4 log ⁡ ( n ) ) O(\frac{n^{\frac{3}{4}}}{\log(\sqrt n)}) O(log(n )n43)

可以发现对于第一个S,不用真的每次递归就直接这样递归下去,显然可以用一个for循环代替一个递归(见代码),
还可以不用递归的方式,常数还OK,
对于G也同理,

刚学一定要去做这几道题,学习正确筛法姿势,(点击传送至题解)
【LibreOJ #6053】简单的函数 //版子
【JZOJ 5683】【GDSOI2018模拟4.22】Prime //数据结构优化
【51NOD 1847】奇怪的数学题 //基本姿势
【51NOD 1965】奇怪的式子 //练手

Code

附上筛质数的代码
递归版:

LL Gg(LL n,int m)
{
	if(n<N&&n<(LL)pr[m+1]*pr[m+1])return prs[n];
	if(!m)return Sum(n);
	for(;n<(LL)pr[m]*pr[m];--m);
	LL ans=0;
	for(;m;--m)ans=(ans-(Gg(n/pr[m],m-1)-prs[m-1])*pr[m])%mo;
	return (ans+Sum(n))%mo;
}

非递归版:

void GS(LL n)
{
	d[0]=0;
	for(LL i=1,nx;i<=n;i=nx+1)
	{
		nx=n/(n/i);
		LL t=n/i;
		d[++d[0]]=t;
		f[d[0]]=SUM(t,mo1)-1;
		if(t<=M)id[t]=d[0];
		else id1[n/t]=d[0];
	}
	fo(j,1,pr[0])
	{
		LL li=(LL)pr[j]*pr[j];
		for(int i=1;d[i]>=li;++i)
		{
			LL t1=d[i]/pr[j];
			int t=(t1>M)?id1[n/t1]:id[t1];
			f[i]=(f[i]-(f[t]-prs[j-1])*(LL)pr[j])%mo1;
		}
	}
}

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