Description
Longge的数学成绩非常好,并且他非常乐于挑战高难度的数学问题。现在问题来了:给定一个整数N,你需要求出\(\Sigma gcd(i, N) (1 \leq i \leq N)\)。
Input
一个整数,为N。
Output
一个整数,为所求的答案。
Sample Input
6
Sample Output
15
Hint
对于60%的数据,\(0<N \leq 2^{16}\)
对于100%的数据,\(0<N \leq 2^{32}\)
Solution
记\(f(k)\)表示\(gcd(m,n)=k\)的\(m(m \leq n)\)的个数,因此\(gcd(m/k,n/k)=1\),于是有\(f(k)=\varphi (n/k)\).
故对于任意\(k|n\),\(k\)对答案的贡献为\(kf(k)=k \varphi (n/k)\),用线筛预处理出\(\sqrt n\)内的质数,然后求欧拉函数求和即可。
时间复杂度\(O(\sqrt n \log n)\)
Code
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define MN (1<<16)
#define R register
#define ll long long
#define file(x) freopen(#x".in","r",stdin);freopen(#x".out","w",stdout);
#define end fclose(stdin);fclose(stdout)
ll n,ans;int phi[MN+5],pr[MN],pn,m;bool b[MN+5];
void pre(){
phi[1]=1;for (R int i=2; i<=m; ++i){
if (!b[i]){
pr[++pn]=i;
phi[i]=i-1;
}
for (R int j=1; j<=pn; ++j){
if (1ll*i*pr[j]>m) break;
b[i*pr[j]]=1;
if (i%pr[j]==0){
phi[i*pr[j]]=phi[i]*pr[j];
break;
}phi[i*pr[j]]=phi[i]*(pr[j]-1);
}
}
}
inline ll getphi(ll x){
R ll q=x,res=x;
for (R int i=1; i<=pn; ++i)
if (!(q%pr[i])){
res=res/pr[i]*phi[pr[i]];
while((!(q%pr[i]))) q/=pr[i];
}
if (q>1) res=res/q*(q-1);return res;
}
int main(){
scanf("%lld",&n);m=floor(sqrt(n));pre();
for (R int t=1; t<=m; ++t)
if (n%t==0){
ans+=t*getphi(n/t);
if (t*t<n) ans+=n/t*phi[t];
}printf("%lld\n",ans);
return 0;
}