【2018ICPC0沈阳网络赛】 G. Spare Tire

G. Spare Tire
题意
给出a(n)的计算方法为

a n = 0       n = 0

a n = 2       n = 1

a n = 3 a n 1 a n 2 2 +   n + 1         n > 1

         

之后给出数字n,m,求1-n种与m互质的数的a计算方法之和
做法
通过打表可以发现
a n = n ( n + 1 )

所以我们只要能够计算出1-n中所有与m互质的数就可以了,我们发现容斥的某个经典问题就是求1-n中与m互质的数的个数,过程中我们可以算出作为某个组合出的因子的所有倍数的出现次数,我们当时的计算方法是如果这个因子为tmp,那么作为他的倍数的出现次数就是 t i m e = n / t m p ,那么换到这里,我们想要计算的就是
Σ t i m e i = 1 ( i t m p ) ( i t m p + 1 )

如果我们设 t = i t m p ,上面的式子就变为
Σ t i m e i = 1 t 2 + t

= t i m e × ( t i m e + 1 ) × ( 2 × t i m e + 1 ) 6 × t 2 + t i m e × ( t i m e + 1 ) 2 × t

于是这道题就解决了,时间复杂度O(能过)

#include<stdio.h>
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<vector>
using namespace std;
typedef long long ll;
const int Mod = 1e9+7;
vector<int> v;
ll pow_(ll a,ll b)
{
    ll ans=1;
    while(b)
    {
        if(b&1) ans=(ans*a)%Mod;
        a=(a*a)%Mod;
        b>>=1;
    }
    return ans;
}
ll inv(ll x)
{
    return pow_(x,Mod-2);
}
ll tmp;
ll cal2(ll x,ll n)
{
    ll ans=1;
    ans=(ans*x*x)%Mod;
    ans=(ans*tmp)%Mod;
    ans=(ans*n)%Mod;
    ans=(ans*(n+1))%Mod;
    ans=(ans*(2*n+1))%Mod;
    ans=(ans+x*((n*(n+1)%Mod)*inv(2)%Mod)%Mod)%Mod;
    return ans;
}
ll cal(ll n,ll x)
{
    ll ans=0;
    v.clear();
    for(ll i=2;i*i<=x;i++)
    {
        if(x%i==0)
        {
            v.push_back(i);
            while(x%i==0) x/=i;
        }
    }
    if(x>1) v.push_back(x);

    int sz=v.size();
    for(int i=1;i<(1<<sz);i++)
    {
        int num=0;
        ll tmp=1;
        for(int j=0;j<sz;j++)
        {
            if(i&(1<<j))
            {
                num++;
                tmp*=v[j];
            }
        }
        if(num&1) ans=(ans+cal2(tmp,n/tmp))%Mod;
        else ans=(ans-cal2(tmp,n/tmp)%Mod+Mod)%Mod;
    }
    return (cal2(1,n)-ans%Mod+Mod)%Mod;
}
int main()
{
    ll n,m;
    tmp=inv(6);
    while(scanf("%lld%lld",&n,&m)!=EOF)
    {
        ll ans=cal(n,m);
        printf("%lld\n",ans);
    }
    return 0;
}

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