[51NOD 1594] Gcd and Phi

题目大意:给定n,求$F(n) = \sum{i=1}^{n} \sum{j=1}^{n} \varphi( \gcd(\varphi(i),\varphi(j)))​$ ,多组数据。

$n \leqslant 10^5 ,T \leqslant 5$

不妨设$p[x]=\sum\limits_{i=1}^{n} [\varphi(i)==x]$

不妨枚举$\varphi$的取值,易作如下变形

不妨设$G(x)=\sum\limits{i=1}^{\lfloor \frac{n}{x} \rfloor } \sum\limits{j=1}^{\lfloor \frac{n}{x} \rfloor} p[ix] \times p[jx]​$

显然,

这个东西可以$\mathcal{O}(n \ log_2 n)$求。

我们看看$F(n)$变成了什么

这个东西也可以$\mathcal{O}(n \log_2 n)$求。

好,做完了。

代码如下

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#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<cstdlib>
#include<cctype>
#include<cmath>
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<vector>
#include<set>
#include<map>
#include<queue>
#include<stack>
typedef long long ll;
typedef unsigned long long ull;
using namespace std;
const int MAXN=2E6+10;
int phi[MAXN],mu[MAXN],n,pri[MAXN],tot,p[MAXN],T;
ll f[MAXN],ans;
bool vis[MAXN];
void solve()
{
scanf("%d",&n);tot=0;
memset(vis,0,sizeof vis);
memset(f,0,sizeof f);
memset(p,0,sizeof p);
phi[1]=mu[1]=1;
for(int i=2;i<=n;i++)
{
if(!vis[i]) pri[++tot]=i,mu[i]=-1,phi[i]=i-1;
for(int j=1;j<=tot&&pri[j]*i<=n;j++)
{
vis[pri[j]*i]=1;
if(i%pri[j]==0) {mu[i*pri[j]]=0;phi[i*pri[j]]=phi[i]*pri[j];break;}
else mu[i*pri[j]]=-mu[i],phi[i*pri[j]]=phi[i]*(pri[j]-1);
}
}
for(int i=1;i<=n;i++) ++p[phi[i]];
ans=0;
for(int i=1;i<=n;i++)
for(int j=i;j<=n;j+=i)
f[i]+=p[j];
for(int i=1;i<=n;i++) f[i]=f[i]*f[i];
for(int i=1;i<=n;i++)
if(mu[i])
for(int j=1;i*j<=n;j++)
ans+=mu[i]*f[i*j]*phi[j];
printf("%lld\n",ans);
}
int main()
{
scanf("%d",&T);
while(T--) solve();
}