• BZOJ 3309: DZY Loves Math [莫比乌斯反演 线性筛]


    题意:(f(n))为n的质因子分解中的最大幂指数,求(sum_{i=1}^n sum_{j=1}^m f(gcd(i,j)))


    套路推♂倒

    [sum_{D=1}^n sum_{d|D} f(d)mu(frac{D}{d}) frac{n}{D} frac{m}{D} ]

    这次函数是(g = (f*mu ))(f)显然不是积性函数,但我们照样可以用线性筛

    具体做法我晚上回家再补吧草稿纸忘带了...

    补:

    • (g(p^a)=p-(p-1))
      因为卷了(mu)所以只有(mu(1))(mu(p))时有贡献
    • 考虑(g(p_1^{a_1} p_2^{a_2}...p_k^{a_k})),相当于选p的集合,每种p只能选一个放到(mu)里,其余部分在(f)
    • 所有(a)相等时,所有集合的结果都是(a),只有全选时是(a-1),系数((-1)^k),那么结果就是(-(-1)^k)
    • 不相等时,假设最大次数(a)(b)个质数,(a)出现(2^b)此,(a-1)出现(2^{k-b})次,正负都抵消了,所以结果为0

    线性筛保存最小质因子幂次后的结果和幂次,利用之前的$g$值
    #include <iostream>
    #include <cstdio>
    #include <cstring>
    #include <algorithm>
    #include <cmath>
    using namespace std;
    #define pii pair<int, int>
    #define MP make_pair
    #define fir first
    #define sec second
    typedef long long ll;
    const int N=1e7+5;
    inline int read(){
        char c=getchar();int x=0,f=1;
        while(c<'0'||c>'9'){if(c=='-')f=-1; c=getchar();}
        while(c>='0'&&c<='9'){x=x*10+c-'0'; c=getchar();}
        return x*f;
    }
     
    int n, m, k;
    int notp[N], p[N], g[N]; pii lp[N];
    void sieve(int n) {
        g[1] = 0; 
        for(int i=2; i<=n; i++) {
            if(!notp[i]) {
                p[++p[0]] = i;
                g[i] = 1;
                lp[i] = MP(i, 1);
            }
            for(int j=1; j<=p[0] && i*p[j]<=n; j++) {
                int t = i*p[j]; 
                notp[t] = 1;
                if(i%p[j] == 0) {
                    lp[t] = MP(lp[i].fir * p[j], lp[i].sec + 1);
                    int rem = i / lp[i].fir;
                    if(rem == 1) g[t] = 1;
                    else g[t] = lp[t].sec == lp[rem].sec ? -g[rem] : 0;
                    break;
                }
                lp[t] = MP(p[j], 1);
                g[t] = lp[t].sec == lp[i].sec ? -g[i] : 0;
            }
        }
        for(int i=1; i<=n; i++) g[i] += g[i-1];
    }
    ll cal(int n, int m) {
        if(n>m) swap(n, m);
        ll ans=0; int r;
        for(int i=1; i<=n; i=r+1) {
            r = min(n/(n/i), m/(m/i));
            ans += (ll) (g[r] - g[i-1]) * (n/i) * (m/i);
        }
        return ans;
    }
     
    int main() {
        //freopen("in","r",stdin);
        sieve(N-1);
        int T=read();
        while(T--) {
            n=read(); m=read();
            printf("%lld
    ", cal(n, m));
        }
    }
    
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