【51Nod1244】莫比乌斯函数之和-杜教筛+哈希表

测试地址:莫比乌斯函数之和
做法:这题需要使用杜教筛+哈希表。
以下方括号[]表示若括号内式子为真,则该符号值为1,否则值为0
首先我们设莫比乌斯函数前n项的和为f(n),即f(n)=ni=1μ(i),那么我们只需求f(b)f(a1)。使用d|nμ(d)=[n=1]来作进一步推导,我们可以先找到函数e(n)=[n=1]的前缀和,显然ni=1e(i)=1,那么ni=1d|iμ(d)=1,所以:

i=1nd=1niμ(d)=i=1nf(ni)=1

f(n)那项提出来,得到:
f(n)=1i=2nf(ni)

因为ni只有O(N)种取值,所以分块计算,需要用到的f值再递归计算,可以证明这个算法的时间复杂度是O(N34)
然而我们还可以优化一下:我们发现一些比较小的f(n)值可以预处理出来,最好预处理出前N23项,据说这样时间可以优化到O(N23)。而且在计算f的时候,发现有些函数值被重复计算了,那么我们可以写个哈希表判个重就可以优化掉这些时间了。
以下是本人代码(25个测试点TLE了1个点,有待继续学习):

#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <iostream>
#include <algorithm>
#define ll long long
#define limit 1000000
#define mod 7500000
using namespace std;
ll a,b,h[mod+5]={0};
int miu[limit+5],sum[limit+5],f[mod+5];
bool prime[limit+5]={0};

int hash(ll x)
{
  int s=x%mod;
  while(h[s]&&h[s]!=x) s=(s+1)%mod;
  return s;
}

void calc_miu(ll x)
{
  for(int i=1;i<=x;i++)
    miu[i]=1;
  for(ll i=2;i<=x;i++)
    if (!prime[i])
    {
      for(ll j=1;j*i<=x;j++)
      {
        prime[i*j]=1;
        if (!(j%i)) miu[i*j]=0;
        miu[i*j]*=-1;
      }
    }
  sum[0]=0;
  for(int i=1;i<=x;i++) sum[i]=sum[i-1]+miu[i];
}

ll count(ll x)
{
  int pos=hash(x);
  if (x<=limit) return (ll)sum[x];
  if (h[pos]==x) return f[pos];
  ll s=0,i=2,next;
  while(i<=x)
  {
    next=x/(x/i);
    s+=(next-i+1)*count(x/i);
    i=next+1;
  }
  h[pos]=x,f[pos]=1-s;
  return 1-s;
}

int main()
{
  calc_miu(limit);
  scanf("%lld%lld",&a,&b);
  printf("%lld",count(b)-count(a-1));

  return 0;
}
posted @ 2017-06-16 14:33  Maxwei_wzj  阅读(130)  评论(0编辑  收藏  举报