UVa 11327 - Enumerating Rational Numbers

//\\__ hr1212 __//\\

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

typedef long long ll;
typedef vector<int> vi;
typedef pair<int,int> pii;
typedef map<int,int> mi;

#define si(a) scanf("%lld",&a)
#define sii(a,b) scanf("%lld %lld",&a,&b)
#define siii(a,b,c) scanf("%lld %lld %lld",&a,&b,&c)
#define pi(a) printf("%lld\n",a)
#define nl printf("\n");
#define pb push_back
#define mp make_pair
#define all(c) (c).begin(),(c).end()
#define f(i,a,b) for(i=a;i<b;i++)
#define rf(i,a,b) for(i=a;i>=b;i--)
#define clr(x,a) memset(x,a,sizeof(x))
#define MAX 200100
#define MOD 1000000007

ll n,m,phi[MAX];

int main(){
    ll r,k,i,c=0,x=0,y=0,j,t,l,z,x1=0,y1=0;
    ll ans=0;string p;
    phi[0]=0;
    f(i,1,MAX)
        phi[i]=i;
    f(i,2,MAX){
        if(phi[i]==i){
            for(j=i;j<MAX;j+=i)
                phi[j]=phi[j]/i*(i-1);
        }
        phi[i]+=phi[i-1];
    }
    while(si(n)!=EOF){
        if(n==0)
            break;
        if(n==1){
            printf("0/1\n");
            continue;
        }
        if(n==2){
            printf("1/1\n");
            continue;
        }
        n--;
        z=lower_bound(phi,phi+MAX,n)-phi;
        m=n-phi[z-1];c=0;
        f(i,1,z){
            if(__gcd(i,z)==1){
                c++;
                if(c==m){
                    printf("%lld/%lld\n",i,z);
                    break;
                }
            }
        }
    }
    return 0;
}