题解:SP22382 ETFD - Euler Totient Function Depth

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前置知识:

【模板】线性筛素数欧拉函数,点击这里喵。

题意简述:

给定整数 l,r,k,求出 \[l,r\] 中有多少个整数不断对自己取欧拉函数刚好 k 次结果为 1

思路:

看眼数据范围,10\^{10} 的量级显然不容我们每次暴力,故考虑预处理 \\varphi(i),can(i,k),sum(i,k)。定义如其名。

做法:

1. 预处理 \\varphi(i)

这里采用线性筛,这里在注释中简要说明,证明过程详见:筛法求欧拉函数

cpp 复制代码
void get_phi(const int n){
	bool isprime[n];
	memset(isprime,1,sizeof(isprime));
	phi[1]=1;isprime[0]=isprime[1]=0;
	vector<int> prime;
	for(int i=2;i<n;++i){
		if(isprime[i]){phi[i]=i-1;prime.push_back(i);}      //当 i 为质数时,小于她且与之互质的显然有 (i-1) 个
		for(auto e: prime){
			if(e*i>=n){break;}
			isprime[e*i]=0;
			if(i%e==0){phi[i*e]=phi[i]*e;break;}            //当 i 中含有 e 这个质因子时,phi(i * e) = phi(i) * e
			phi[i*e]=phi[i]*phi[e];                         //当 i 中不含有 e 这个质因子时,phi(i * e) = phi(i) * (e-1)
		}
	}
}

2. 预处理 can(i,k) 以及 sum(i,k)

唯一要注意的点是,是恰好 k 次,所以尽管 \\varphi(1)=1,仍然不能无限套娃,这点在求 sum(i,k) 时一定要注意。

cpp 复制代码
sum[1][0]=can[1][0]=1;
for(int i=2;i<N;++i){
	for(int e=0;e<21;++e){
		can[i][e]=can[phi[i]][e-1];
		sum[i][e]=sum[i-1][e]+can[i][e];
	}
}

小贴士:

请万分注意 sum(i,k) 的求值过程。

时间复杂度分析:

预处理 O(kn),查询 O(T),总体之间复杂度 O(kn)

代码:

cpp 复制代码
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
#include <algorithm>
#include <string.h>
#include <vector>
#define lnt long long
#define dnt double
#define inf 0x3f3f3f3f
using namespace std;
int xx;char ff,chh;inline int read(){
    xx=ff=0;while(!isdigit(chh)){if(chh=='-'){ff=1;}chh=getchar();}
    while(isdigit(chh)){xx=(xx<<1)+(xx<<3)+chh-'0';chh=getchar();}return ff? -xx: xx;
}
const int N=1e6+2e4;
int phi[N];
int can[N][22],sum[N][22];
void get_phi(const int);
int main(){
	get_phi(N);
	sum[1][0]=can[1][0]=1;
	for(int i=2;i<N;++i){                        //从 2 开始避免无线套娃
		for(int e=0;e<21;++e){
			can[i][e]=can[phi[i]][e-1];
			sum[i][e]=sum[i-1][e]+can[i][e];
		}
	}
	int G=read();
	while(G--){
		int l=read(),r=read(),k=read();
		printf("%d\n",sum[r][k]-sum[l-1][k]);
	}
	
    return 0;
}
void get_phi(const int n){
	bool isprime[N];
	memset(isprime,1,sizeof(isprime));
	phi[1]=1;isprime[0]=isprime[1]=0;
	vector<int> prime;
	for(int i=2;i<n;++i){
		if(isprime[i]){phi[i]=i-1;prime.push_back(i);}
		for(auto e: prime){
			if(e*i>=n){break;}
			isprime[e*i]=0;
			if(i%e==0){phi[i*e]=phi[i]*e;break;}  //线性筛减免时间复杂度的核心操作
			phi[i*e]=phi[i]*phi[e];
		}
	}
}

公式真的没有中文标点了