結果

問題 No.3505 Sum of Prod of Root
コンテスト
ユーザー Qiu Tian
提出日時 2026-04-18 18:06:04
言語 C++23
(gcc 15.2.0 + boost 1.89.0)
コンパイル:
g++-15 -O2 -lm -std=c++23 -Wuninitialized -DONLINE_JUDGE -o a.out _filename_
実行:
./a.out
結果
AC  
実行時間 195 ms / 2,000 ms
コード長 4,602 bytes
記録
記録タグの例:
初AC ショートコード 純ショートコード 純主流ショートコード 最速実行時間
コンパイル時間 3,263 ms
コンパイル使用メモリ 344,012 KB
実行使用メモリ 27,392 KB
最終ジャッジ日時 2026-04-18 18:06:09
合計ジャッジ時間 4,683 ms
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(参考情報)
judge3_0 / judge1_0
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ソースコード

diff #
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#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

using int64 = long long;
using u64 = unsigned long long;
using u128 = __uint128_t;

static const int64 MOD = 998244353;

int64 mod_pow(int64 a, int64 e) {
    int64 r = 1 % MOD;
    a %= MOD;
    while (e > 0) {
        if (e & 1) r = (int64)((u128)r * a % MOD);
        a = (int64)((u128)a * a % MOD);
        e >>= 1;
    }
    return r;
}

inline int64 mul_mod(int64 a, int64 b) {
    return (int64)((u128)a * b % MOD);
}

// a^e <= lim ?
bool power_leq(u64 a, int e, u64 lim) {
    u128 v = 1;
    for (int i = 0; i < e; i++) {
        if (v > (u128)lim / a) return false;
        v *= a;
    }
    return true;
}

// exact a^e (caller guarantees <= 1e18)
u64 power_exact(u64 a, int e) {
    u128 v = 1;
    for (int i = 0; i < e; i++) v *= a;
    return (u64)v;
}

// floor(n^(1/k)), for n<=1e18 and k>=3 (root <= 1e6)
u64 kth_root_floor(u64 n, int k) {
    u64 lo = 1, hi = min<u64>(1000000ULL, n);
    while (lo < hi) {
        u64 mid = (lo + hi + 1) >> 1;
        if (power_leq(mid, k, n)) lo = mid;
        else hi = mid - 1;
    }
    return lo;
}

u64 isqrt_u64(u64 x) {
    u64 r = (u64)sqrtl((long double)x);
    while ((u128)(r + 1) * (r + 1) <= x) ++r;
    while ((u128)r * r > x) --r;
    return r;
}

int main() {
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(nullptr);

    u64 N;
    cin >> N;

    // Gather events: (x = m^k, multiplier changes by m/(m-1)), k>=3, m>=2
    vector<pair<u64, int>> events;
    events.reserve(1100000);

    for (int k = 3; k <= 60; k++) {
        if (!power_leq(2, k, N)) break; // no m>=2 possible afterwards
        u64 lim = kth_root_floor(N, k);
        for (u64 m = 2; m <= lim; m++) {
            u64 x = power_exact(m, k);
            events.push_back({x, (int)m});
        }
    }

    sort(events.begin(), events.end(),
         [](const auto& a, const auto& b) {
             if (a.first != b.first) return a.first < b.first;
             return a.second < b.second;
         });

    // inverses up to max m
    int max_m = 1;
    for (auto &e : events) max_m = max(max_m, e.second);
    vector<int64> inv(max_m + 1, 0);
    inv[1] = 1;
    for (int i = 2; i <= max_m; i++) {
        inv[i] = (MOD - mul_mod(MOD / i, inv[MOD % i])) % MOD;
    }

    const int64 INV2 = mod_pow(2, MOD - 2);
    const int64 INV6 = mod_pow(6, MOD - 2);
    const int64 INV30 = mod_pow(30, MOD - 2);

    auto sum1 = [&](u64 n) -> int64 {
        int64 a = (int64)(n % MOD);
        int64 b = (int64)((n + 1) % MOD);
        return mul_mod(mul_mod(a, b), INV2);
    };

    auto sum2 = [&](u64 n) -> int64 {
        int64 a = (int64)(n % MOD);
        int64 b = (int64)((n + 1) % MOD);
        int64 c = (int64)((2 * (n % MOD) + 1) % MOD);
        return mul_mod(mul_mod(mul_mod(a, b), c), INV6);
    };

    auto sum3 = [&](u64 n) -> int64 {
        int64 s = sum1(n);
        return mul_mod(s, s);
    };

    auto sum4 = [&](u64 n) -> int64 {
        int64 a = (int64)(n % MOD);
        int64 b = (int64)((n + 1) % MOD);
        int64 c = (int64)((2 * (n % MOD) + 1) % MOD);
        int64 n2 = mul_mod(a, a);
        int64 d = ( (3 * n2) % MOD + (3 * a) % MOD - 1 + MOD ) % MOD;
        return mul_mod(mul_mod(mul_mod(mul_mod(a, b), c), d), INV30);
    };

    auto G = [&](u64 x) -> int64 {
        if (x == 0) return 0;
        u64 s = isqrt_u64(x);
        u64 u = s - 1;

        int64 part1 = 0;
        part1 = (part1 + 2 * sum4(u)) % MOD;
        part1 = (part1 + 3 * sum3(u)) % MOD;
        part1 = (part1 + sum2(u)) % MOD;

        u64 sq = (u64)((u128)s * s);
        int64 tail = (sum1(x) - sum1(sq - 1) + MOD) % MOD;
        int64 part2 = mul_mod((int64)(s % MOD), tail);

        return (part1 + part2) % MOD;
    };

    auto range_sum = [&](u64 L, u64 R) -> int64 {
        if (L > R) return 0;
        return (G(R) - G(L - 1) + MOD) % MOD;
    };

    int64 ans = 0;
    int64 T = 1;     // product_{k>=3} floor(i^(1/k)) on current interval
    u64 prev = 1;

    size_t i = 0;
    while (i < events.size()) {
        u64 x = events[i].first;

        if (prev <= x - 1) {
            int64 seg = range_sum(prev, x - 1);
            ans = (ans + mul_mod(T, seg)) % MOD;
        }

        // apply all events at x
        while (i < events.size() && events[i].first == x) {
            int m = events[i].second;
            T = mul_mod(T, m);
            T = mul_mod(T, inv[m - 1]);
            i++;
        }
        prev = x;
    }

    if (prev <= N) {
        int64 seg = range_sum(prev, N);
        ans = (ans + mul_mod(T, seg)) % MOD;
    }

    cout << ans % MOD << '\n';
    return 0;
}
0