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問題 No.1760 Setwise Coprime
ユーザー tokusakurai
提出日時 2021-10-13 22:29:18
言語 C++17
(gcc 13.3.0 + boost 1.87.0)
結果
AC  
実行時間 31 ms / 2,000 ms
コード長 7,095 bytes
コンパイル時間 2,553 ms
コンパイル使用メモリ 202,456 KB
最終ジャッジ日時 2025-01-25 00:21:45
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ソースコード

diff # 

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define rep(i, n) for (int i = 0; i < n; i++)
#define rep2(i, x, n) for (int i = x; i <= n; i++)
#define rep3(i, x, n) for (int i = x; i >= n; i--)
#define each(e, v) for (auto &e : v)
#define pb push_back
#define eb emplace_back
#define all(x) x.begin(), x.end()
#define rall(x) x.rbegin(), x.rend()
#define sz(x) (int)x.size()
using ll = long long;
using pii = pair<int, int>;
using pil = pair<int, ll>;
using pli = pair<ll, int>;
using pll = pair<ll, ll>;

template <typename T>
bool chmax(T &x, const T &y) {
    return (x < y) ? (x = y, true) : false;
}

template <typename T>
bool chmin(T &x, const T &y) {
    return (x > y) ? (x = y, true) : false;
}

template <typename T>
int flg(T x, int i) {
    return (x >> i) & 1;
}

template <typename T>
void print(const vector<T> &v, T x = 0) {
    int n = v.size();
    for (int i = 0; i < n; i++) cout << v[i] + x << (i == n - 1 ? '\n' : ' ');
}

template <typename T>
void printn(const vector<T> &v, T x = 0) {
    int n = v.size();
    for (int i = 0; i < n; i++) cout << v[i] + x << '\n';
}

template <typename T>
int lb(const vector<T> &v, T x) {
    return lower_bound(begin(v), end(v), x) - begin(v);
}

template <typename T>
int ub(const vector<T> &v, T x) {
    return upper_bound(begin(v), end(v), x) - begin(v);
}

template <typename T>
void rearrange(vector<T> &v) {
    sort(begin(v), end(v));
    v.erase(unique(begin(v), end(v)), end(v));
}

template <typename T>
vector<int> id_sort(const vector<T> &v, bool greater = false) {
    int n = v.size();
    vector<int> ret(n);
    iota(begin(ret), end(ret), 0);
    sort(begin(ret), end(ret), [&](int i, int j) { return greater ? v[i] > v[j] : v[i] < v[j]; });
    return ret;
}

struct io_setup {
    io_setup() {
        ios_base::sync_with_stdio(false);
        cin.tie(NULL);
        cout << fixed << setprecision(15);
    }
} io_setup;

const int inf = (1 << 30) - 1;
const ll INF = (1LL << 60) - 1;
// const int MOD = 1000000007;
const int MOD = 998244353;

template <int mod>
struct Mod_Int {
    int x;

    Mod_Int() : x(0) {}

    Mod_Int(long long y) : x(y >= 0 ? y % mod : (mod - (-y) % mod) % mod) {}

    static int get_mod() { return mod; }

    Mod_Int &operator+=(const Mod_Int &p) {
        if ((x += p.x) >= mod) x -= mod;
        return *this;
    }

    Mod_Int &operator-=(const Mod_Int &p) {
        if ((x += mod - p.x) >= mod) x -= mod;
        return *this;
    }

    Mod_Int &operator*=(const Mod_Int &p) {
        x = (int)(1LL * x * p.x % mod);
        return *this;
    }

    Mod_Int &operator/=(const Mod_Int &p) {
        *this *= p.inverse();
        return *this;
    }

    Mod_Int &operator++() { return *this += Mod_Int(1); }

    Mod_Int operator++(int) {
        Mod_Int tmp = *this;
        ++*this;
        return tmp;
    }

    Mod_Int &operator--() { return *this -= Mod_Int(1); }

    Mod_Int operator--(int) {
        Mod_Int tmp = *this;
        --*this;
        return tmp;
    }

    Mod_Int operator-() const { return Mod_Int(-x); }

    Mod_Int operator+(const Mod_Int &p) const { return Mod_Int(*this) += p; }

    Mod_Int operator-(const Mod_Int &p) const { return Mod_Int(*this) -= p; }

    Mod_Int operator*(const Mod_Int &p) const { return Mod_Int(*this) *= p; }

    Mod_Int operator/(const Mod_Int &p) const { return Mod_Int(*this) /= p; }

    bool operator==(const Mod_Int &p) const { return x == p.x; }

    bool operator!=(const Mod_Int &p) const { return x != p.x; }

    Mod_Int inverse() const {
        assert(*this != Mod_Int(0));
        return pow(mod - 2);
    }

    Mod_Int pow(long long k) const {
        Mod_Int now = *this, ret = 1;
        for (; k > 0; k >>= 1, now *= now) {
            if (k & 1) ret *= now;
        }
        return ret;
    }

    friend ostream &operator<<(ostream &os, const Mod_Int &p) { return os << p.x; }

    friend istream &operator>>(istream &is, Mod_Int &p) {
        long long a;
        is >> a;
        p = Mod_Int<mod>(a);
        return is;
    }
};

using mint = Mod_Int<MOD>;

template <typename T>
void divisors_zeta_transform(vector<T> &a, bool upper) {
    int n = a.size();
    vector<bool> is_prime(n, true);
    if (!upper) {
        for (int i = 1; i < n; i++) a[0] += a[i];
    }
    for (int i = 2; i < n; i++) {
        if (!is_prime[i]) continue;
        if (upper) {
            for (int j = (n - 1) / i; j > 0; j--) {
                is_prime[j * i] = false;
                a[j] += a[j * i];
            }
        } else {
            for (int j = 1; j * i < n; j++) {
                is_prime[j * i] = false;
                a[j * i] += a[j];
            }
        }
    }
    if (upper) {
        for (int i = 1; i < n; i++) a[i] += a[0];
    }
}

template <typename T>
void divisors_mobius_transform(vector<T> &a, bool upper) {
    int n = a.size();
    vector<bool> is_prime(n, true);
    if (upper) {
        for (int i = 1; i < n; i++) a[i] -= a[0];
    }
    for (int i = 2; i < n; i++) {
        if (!is_prime[i]) continue;
        if (upper) {
            for (int j = 1; j * i < n; j++) {
                is_prime[j * i] = false;
                a[j] -= a[j * i];
            }
        } else {
            for (int j = (n - 1) / i; j > 0; j--) {
                is_prime[j * i] = false;
                a[j * i] -= a[j];
            }
        }
    }
    if (!upper) {
        for (int i = 1; i < n; i++) a[0] -= a[i];
    }
}

template <typename T>
vector<T> gcd_convolve(vector<T> a, vector<T> b) {
    int n = a.size();
    assert((int)b.size() == n);
    divisors_zeta_transform(a, true), divisors_zeta_transform(b, true);
    for (int i = 0; i < n; i++) a[i] *= b[i];
    divisors_mobius_transform(a, true);
    return a;
}

template <typename T>
vector<T> lcm_convolve(vector<T> a, vector<T> b) { // lcm(i, j) >= n の場合はa[i]*b[j]はc[0]に足される
    int n = a.size();
    assert((int)b.size() == n);
    divisors_zeta_transform(a, false), divisors_zeta_transform(b, false);
    for (int i = 0; i < n; i++) a[i] *= b[i];
    divisors_mobius_transform(a, false);
    return a;
}

int main() {
    int N;
    cin >> N;

    vector<mint> p2(2 * N + 1, 1), ip2(2 * N + 1, 1), p3(2 * N + 1, 1);
    mint tw = mint(2).inverse();
    rep(i, 2 * N) {
        p2[i + 1] = p2[i] * 2;
        ip2[i + 1] = ip2[i] * tw;
        p3[i + 1] = p3[i] * 3;
    }

    vector<mint> c(N + 1, 0);
    c[1] = 1;
    divisors_mobius_transform(c, false);
    // print(c);

    vector<mint> f(N + 1, 0);
    mint ans = 0;
    /*
    rep2(i, 1, N) {
        rep2(j, 1, N) {
            int k = lcm(i, j);
            mint x = c[i] * c[j];
            mint tmp = p3[N / k] * p2[N / i + N / j - 2 * (N / k)];
            tmp -= p2[N / i] + p2[N / j] - 1;
            ans += tmp * x;
        }
    }
    cout << ans << '\n';
    */

    rep2(i, 1, N) {
        f[i] += c[i] * p2[N / i];
        ans -= -c[0] * c[i] * (p2[N / i] - 1) * 2;
    }
    ans -= c[0] * c[0];

    f = lcm_convolve(f, f);
    ans += f[0];
    rep2(i, 1, N) ans += f[i] * ip2[2 * (N / i)] * p3[N / i];
    cout << ans << '\n';
}
0