用途
比线性更快($O(n^{\frac{2}{3}})$)地求积性函数的前缀和
前置知识:狄利克雷卷积
形如$h(n)=\sum\limits_{d|n}f(d)g(\frac{n}{d})$,则称$h(n)=f(x)*g(x)$
如果f和g都是积性函数,则卷出的h也是积性函数
可以证明,狄利克雷卷积满足交换律、结合律、分配律
比较重要的卷积式子(抄的..):
$$\mu*1=\varepsilon , \varepsilon(n)=[n=1]$$
$$\varphi*1=id , id(n)=n $$
$$id*\mu=\varphi$$
$$id*1=\sigma , \sigma表示因数和$$
做法
设要求的是$\sum{f(i)}$
构造积性函数$h,g$,使得$h=g*f$,而且需要容易求出$h$和$g$的前缀和
推式子:设S(n)是f的前缀和(以下不是整除的都向下取整)
$$\sum\limits_{i=1}^{n}h(i)=\sum\limits_{i=1}^{n}\sum\limits_{d|i}g(d)f(\frac{n}{d})$$
$$\sum\limits_{i=1}^{n}h(i)=\sum\limits_{d=1}^{n}g(d)\sum\limits_{i=1}^{\frac{n}{d}}f(i)$$
$$\sum\limits_{i=1}^{n}h(i)=\sum\limits_{d=1}^{n}g(d)S(\frac{n}{d})$$
$$把后面的第一项提出来,\sum\limits_{i=1}^{n}h(i)=g(1)S(n)+\sum\limits_{d=2}^{n}g(d)S(\frac{n}{d})$$
$$g(1)S(n)=\sum\limits_{i=1}^{n}h(i)-\sum\limits_{d=2}^{n}g(d)S(\frac{n}{d})$$
于是就可以整除分块,然后递归地求S了(需要先手动求出比较小范围内的S)
需要记忆化,不想带log的话可以用unordered_map(c++11或者tr1/unordered_map)或者手写hash
而且一开始求的那些S不要放到map里,单开一个数组存,不然常数会很大
所以主要是构造比较难构造,看着上面的卷积式瞎怼吧...
例题
bzoj4916 神犇和蒟蒻
注意到$\varphi (i^2) = i\varphi(i)$
然后构造$g=id , h=id^2$即可
1 #include<bits/stdc++.h> 2 #include<tr1/unordered_map> 3 #define CLR(a,x) memset(a,x,sizeof(a)) 4 #define MP make_pair 5 using namespace std; 6 typedef long long ll; 7 typedef unsigned long long ull; 8 typedef pair<int,int> pa; 9 const int maxn=1e5+10,P=1e9+7,inv6=166666668; 10 11 inline ll rd(){ 12 ll x=0;char c=getchar();int neg=1; 13 while(c<‘0‘||c>‘9‘){if(c==‘-‘) neg=-1;c=getchar();} 14 while(c>=‘0‘&&c<=‘9‘) x=x*10+c-‘0‘,c=getchar(); 15 return x*neg; 16 } 17 18 int N,phi[maxn],pri[maxn],cnt; 19 bool np[maxn]; 20 tr1::unordered_map<int,int> sum; 21 22 inline int calc(int n){ 23 if(sum.count(n)) return sum[n]; 24 ll re=0; 25 re=1ll*n*(n+1)%P*(2*n+1)%P*inv6%P; 26 for(int i=2,j;i<=n;i=j+1){ 27 j=n/(n/i); 28 re=(re-1ll*(j-i+1)*(j+i)/2%P*calc(n/i))%P; 29 } 30 sum[n]=re; 31 return re; 32 } 33 34 int main(){ 35 //freopen("","r",stdin); 36 int i,j,k; 37 phi[1]=1; 38 for(i=2;i<=1e5;i++){ 39 if(!np[i]){ 40 pri[++cnt]=i; 41 phi[i]=i-1; 42 }for(j=1;j<=cnt&&pri[j]*i<=1e5;j++){ 43 np[i*pri[j]]=1; 44 if(i%pri[j]==0){ 45 phi[i*pri[j]]=phi[i]*pri[j]; 46 break; 47 } 48 phi[i*pri[j]]=phi[i]*phi[pri[j]]; 49 } 50 } 51 sum[0]=0; 52 for(i=1;i<=1e5;i++){ 53 sum[i]=(sum[i-1]+1ll*i*phi[i])%P; 54 } 55 printf("1\n%d\n",(calc(rd())+P)%P); 56 return 0; 57 }
原文地址:https://www.cnblogs.com/Ressed/p/10228376.html