JZOJ 1349. 最大公约数 (Standard IO)
2024-08-28 05:05:24
1349. 最大公约数 (Standard IO)
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Description
小菜的妹妹小诗就要读小学了!正所谓计算机要从娃娃抓起,小菜决定在幼儿园最后一段轻松的时间里教妹妹编程。
小菜刚教完gcd即最大公约数以后,一知半解的妹妹写了如下一段代码:
sum:=0;
for i:=1 to n-1 do
for j:=i+1 to n do sum:=sum+gcd(i,j)
显然这个程序的效率是很低的,小明打算写一个更强的程序,在求出sum的同时比妹妹跑的更快。
Input
第一行一个整数t,即表示有t组数据
接下来t行,每行一个整数n
Output
t行,每行一个整数,表示n所对应的sum值
Sample Input
2
10
100
Sample Output
67
13015
Data Constraint
Hint
【数据规模】
20%数据t≤100,n≤100
40%数据t≤1000,n≤2000
100%数据t≤10000,n≤1000000
题解
看到了gcd,那就很明显是数论题
对这道题我们要求的是
∑i=1n−1∑j=i+1ngcd(i,j)
固定j,那么
∑i=1ngcd(i,n)
=∑i=1n∑d|n[gcd(i,n)==d]∗d
=∑i=1n∑d|n[gcd(id,nd)==1]∗d
=∑d|nφ(nd)∗d
因此,答案就是
∑i=2n∑j=1⌊n/i⌋φ(i)∗j
用前缀和优化一下
记ans[i∗j]=φ(i)∗j,答案就是
∑i=2nans[i]
代码
#include<cstdio>
#define M 80000
#define N 1000010
#define max(a,b) (((a)>(b))?(a):(b))
long a[N],p[M],phi[N],t;
long long ans[N];
bool b[N];
int main()
{ long tot,n,i,j,k,maxx=0;
scanf("%ld",&tot);
for(i=1;i<=tot;i++){
scanf("%ld",&a[i]);
maxx=max(maxx,a[i]);
}
n=maxx;
phi[1]=1;
for(i=2;i<=n;i++){
if(!b[i]){
phi[i]=i-1;
p[++t]=i;
}
for(j=1;j<=t&&i*p[j]<=n;j++){
b[i*p[j]]=true;
if(i%p[j]==0){
phi[i*p[j]]=phi[i]*p[j];
break;
}else phi[i*p[j]]=phi[i]*(p[j]-1);
}
}
for(i=2;i<=n;i++)
for(j=1;j<=n/i;j++)
ans[i*j]+=phi[i]*j;
for(i=2;i<=n;i++)
ans[i]+=ans[i-1];
for(k=1;k<=tot;k++)
printf("%lld\n",ans[a[k]]);
return 0;
}
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