51NOD 2026：Gcd and Lcm——题解

#include<map>
#include<cmath>
#include<stack>
#include<queue>
#include<cstdio>
#include<cctype>
#include<vector>
#include<cstdlib>
#include<cstring>
#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;
typedef long long ll;
const int p=1e9+7;
const int N=31623;
const int M=2e6+5;
const int MOD=9747111;
const int INV=500000004;
inline int read(){
    int X=0,w=0;char ch=0;
    while(!isdigit(ch)){w|=ch==‘-‘;ch=getchar();}
    while(isdigit(ch))X=(X<<3)+(X<<1)+(ch^48),ch=getchar();
    return w?-X:X;
}
struct node{
    int to,nxt,w;
}e[M];
bool he[N+5];
int su[N+5],tot,cnt,head[MOD+5],mu[N+5],sum[N+5];
inline void add(int v,int w){
    int u=v%MOD;
    e[++cnt].to=v;e[cnt].w=w;e[cnt].nxt=head[u];head[u]=cnt;
}
inline int query(int v){
    int u=v%MOD;
    for(int i=head[u];i;i=e[i].nxt)
    if(v==e[i].to)return e[i].w;
    return -1;
}
inline int sub(int a,int b){
    a-=b;if(a<0)a+=p;if(a>=p)a-=p;return a;
}
inline int inc(int a,int b){
    a+=b;if(a<0)a+=p;if(a>=p)a-=p;return a;
}
inline int AP(int l,int r){
    return (ll)inc(l,r)*sub(r+1,l)%p*INV%p;
}
void Euler(int n){
    mu[1]=1;
    for(int i=2;i<=n;i++){
    if(!he[i]){
        su[++tot]=i;mu[i]=-1;
    }
    for(int j=1;j<=tot&&i*su[j]<=n;j++){
        int pri=su[j];he[i*pri]=1;
        if(i%pri==0){
        mu[i*pri]=0;break;
        }else mu[i*pri]=mu[i]*mu[pri];
    }
    }
    for(int i=1;i<=n;i++)sum[i]=inc(sum[i-1],mu[i]*i);
}
int S(int n){
    if(n<=N)return sum[n];
    int tmp=query(n);
    if(tmp!=-1)return tmp;
    int ans=0;
    for(int i=2,j;i<=n;i=j+1){
    j=n/(n/i);
    ans=inc(ans,(ll)AP(i,j)*S(n/i)%p);
    }
    ans=sub(1,ans);
    add(n,ans);
    return ans;
}
int main(){
    Euler(N);
    int n=read(),ans=0;
    for(int i=1,j;i<=n;i=j+1){
    j=n/(n/i);
    ans=inc(ans,(ll)sub(S(j),S(i-1))*(n/i)%p);
    }
    printf("%lld\n",(ll)ans*ans%p);
    return 0;
}