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90
math/lcm_sum.cpp
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90
math/lcm_sum.cpp
Normal file
@ -0,0 +1,90 @@
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/**
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* @file
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* @brief An algorithm to calculate the sum LCM(1,n) + LCM(2,n) + .. + LCM(n,n), where LCM(i,n)
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* denotes the Least Common Multiple of the integers i and n. For n greater than or equal to 1.
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* The value of the sum is calculated by formula:
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* ∑LCM(i, n) = ((∑(d * ETF(d)) + 1) * n) / 2
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*
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* @author [Chesta Mittal](https://github.com/chestamittal)
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*/
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#include <iostream> // for std::cin std::cout
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#include <cassert> // for assert
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#include <vector> // dor std::vector
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* Function to compute sum of euler totients in sumOfEulerTotient vector
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* @param num input number
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* @returns int
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*/
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int lcmSum(int num) {
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int i=0, j=0;
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int limit = 1000;
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std::vector <int> eulerTotient(limit);
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std::vector <int> sumOfEulerTotient(limit);
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// storing initial values in eulerTotient vector
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for(i=1; i<=limit; i++) {
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eulerTotient[i] = i;
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}
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// applying totient sieve
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for(i=2; i<=limit; i++) {
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if(eulerTotient[i] == i) {
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for(j=i; j<=limit; j+=i) {
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eulerTotient[j] = eulerTotient[j]/i;
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eulerTotient[j] = eulerTotient[j]*(i-1);
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}
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}
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}
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// computing sum of euler totients
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for(i=1; i<=limit; i++) {
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for(j=i; j <=limit; j+=i) {
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sumOfEulerTotient[j] += eulerTotient[i]*i;
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}
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}
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return ((sumOfEulerTotient[num] + 1 ) * num) / 2;
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}
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* Function for testing lcmSum function.
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* test cases and assert statement.
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* @returns `void`
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*/
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static void test() {
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int n = 2;
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int test_1 = lcmSum(n);
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assert(test_1 == 4);
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std::cout << "Passed Test 1!" << std::endl;
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n = 5;
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int test_2 = lcmSum(n);
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assert(test_2 == 55);
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std::cout << "Passed Test 2!" << std::endl;
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n = 10;
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int test_3 = lcmSum(n);
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assert(test_3 == 320);
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std::cout << "Passed Test 3!" << std::endl;
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n = 11;
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int test_4 = lcmSum(n);
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assert(test_4 == 616);
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std::cout << "Passed Test 4!" << std::endl;
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n = 15;
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int test_5 = lcmSum(n);
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assert(test_5 == 1110);
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std::cout << "Passed Test 5!" << std::endl;
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}
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/**
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* main function
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*/
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int main() {
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test();
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return 0;
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}
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