杜教筛时间复杂度证明

假设我们要求S(n)S(n)且有S(n)=i=2nS(ni)S(n)=sum_{i=2}^nS(⌊frac ni⌋)
于是我们要求在整除分块优化下的时间复杂度,只需要求出nS(ni)sqrt n个S(⌊frac ni⌋)的值就行了

假设计算出S(n)S(n)的复杂度为T(n)T(n),则有
T(n)=Θ(n)+i=2n(T(i)+T(ni))T(n)=Theta (sqrt n) + sum_{i=2}^n(T(i)+T(frac ni))其中Θ(n)Theta (⌊sqrt n⌋)是累加也就是合并的时间

这里其实只用展开一层就行了,因为在往下就是高阶小量,所以有
T(n)=Θ(n)+i=2n(Θ(i)+Θ(ni))=Θ(n34)T(n)=Theta(sqrt n) + sum_{i=2}^n(Theta (sqrt i)+Theta(sqrt{⌊frac ni⌋}))=Theta(n^{frac 34})Θ(i)+Θ(ni)>=2n=2n14ecause Theta (sqrt i)+Theta(sqrt{⌊frac ni⌋})>=2sqrt{sqrt n}=2n^{frac 14}
n(Θ(i)+Θ(ni))>=2n34 herefore sqrt n(Theta (sqrt i)+Theta(sqrt{⌊frac ni⌋}))>=2n^{frac34}

又由于可以用筛法处理一部分,假设处理了前kk个前缀和,且k>=nk>=sqrt n,则T(n)=i=2nkΘ(ni)=Θ(nk)T(n)=sum_{i=2}^{frac nk}Theta(sqrt{⌊frac ni⌋})=Theta(frac n{sqrt k})kk取到Θ(n23)Theta(n^{frac 23})时能取到较优秀的时间复杂度Θ(n23)Theta(n^{frac 23})

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