POJ 1845 Sumdiv(逆元、分治)【真心好题啊=_=】
2016-05-26 00:56
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POJ 1845 Sumdiv
题意:
给出A和B,求A^B的所有因子和对990取余后的值。0<= A, B <= 50000000.
分析:
特判A=1,A=0,B=0的情况,根据任何一个大于1的自然数若其不为素数则必可唯一的分解为有限个素数的乘积。
假设
那么所有因子和的表达式为
对于sum的每一项可以二分求等比数列之和。 也可以利用等比数列求和公式,但是需要用的快速乘法。
在使用等比数列求和公式时,慎用乘法逆元。用求和公式可得:
POJ 1845 Sumdiv
题意:
给出A和B,求A^B的所有因子和对990取余后的值。0<= A, B <= 50000000.
分析:
特判A=1,A=0,B=0的情况,根据任何一个大于1的自然数若其不为素数则必可唯一的分解为有限个素数的乘积。
假设
A = p1^a1 * p2^a2 * p3^a3 * ... * pn^an,其中(p1,p2,p3,...,pn均为素数,a1,a2,...,an是拆分后的指数),那么
A^B = p1^(a1*B) * p2^(a2*B) * p3^(a3*B) * ... * pn^(an*B);.
那么所有因子和的表达式为
sum = (1 + p1 + p1^2 + ... + p1^(a1*B)) * (1 + p2 + p2^2 + ... + p2^(a2*B)) *...*(1 + pn + pn^2 + pn^(an*B)).
对于sum的每一项可以二分求等比数列之和。 也可以利用等比数列求和公式,但是需要用的快速乘法。
在使用等比数列求和公式时,慎用乘法逆元。用求和公式可得:
(pi^(ei + 1) - 1) / (pi - 1) % mod.但是(pi - 1)可能是mod的倍数,这样就不能直接使用费马小定理了。因为求分母的逆元要求
分母*分母^(-1)%mod=1,但
分母%mod=0恒成立,找不出模mod下的逆元。需要特判
pi % mod == 0 (直接跳过),pi % mod == 1(ans = ans * (num * B + 1) % mod).然后用ex_gcd求逆元,还要考虑求出来的结果为负的情况,详细代码看最后一个。
#include <iostream> #include <cstdio> #include <cstring> #include <string> #include <algorithm> #include <climits> #include <cmath> #include <ctime> #include <cassert> #include <bitset> #define IOS ios_base::sync_with_stdio(0); cin.tie(0); using namespace std; typedef long long ll; const ll mod = 9901; const int MAX_N = 10010; int cnt; ll A, B; int prime[MAX_N], vis[MAX_N]; void GetPrime() { cnt = 0; memset(vis, 0, sizeof(vis)); for(int i = 2; i < MAX_N; i++){ if(vis[i] == 0){ prime[cnt++] = i; for(int j = i * i; j < MAX_N; j += i){ vis[j] = 1; } } } } ll quick_pow(ll n, ll m) { ll res = 1, tmp = n % mod; while(m){ if(m & 1) { res = res * tmp % mod; m--; } tmp = tmp * tmp % mod; m >>= 1; } return res; } ll sum(ll a, ll n) //计算a^0 + a^1 + a^2 + ... + a^n {//n分奇偶考虑,例如n = 3 和n = 4的情况。 if(n == 0) return 1; ll ans = 1, r, base, extra; base = sum(a, (n - 1) / 2); r = quick_pow(a, n / 2 + 1); ans = (base + base * r % mod) % mod; if(n % 2 == 0){ ans = (ans + quick_pow(a, n / 2)) % mod; } //printf("a = %lld n = %lld base = %lld r = %lld\n", a, n, base, r); return ans; } void solve() { ll ans = 1; for(int i = 0; prime[i] * prime[i] <= A; i++){ if(A % prime[i] == 0){ int num = 0; while(A % prime[i] == 0){ num ++; A /= prime[i]; } //printf("prime[i] = %d num = %d\n", prime[i], num); ans = ans * sum((ll)prime[i], (ll)num * B) % mod; } } if(A > 1) ans = ans * sum(A, B) % mod; //别忘了这个!最后A可能是一个特别大的素数! printf("%lld\n", ans); } int main() { GetPrime(); while(~scanf("%lld%lld", &A, &B)){ if(A == 1 || A == 0 || B == 0) printf("1\n"); else solve(); } return 0; }
#include <iostream> #include <cstdio> #include <cstring> #include <string> #include <algorithm> #include <climits> #include <cmath> #include <ctime> #include <cassert> #define IOS ios_base::sync_with_stdio(0); cin.tie(0); using namespace std; typedef long long ll; const ll MOD = 9901; const int MAX_N = 10010; ll mod, A, B; int cnt, prime[MAX_N], vis[MAX_N]; void GetPrime() { cnt = 0; memset(vis, 0, sizeof(vis)); for(int i = 2; i < MAX_N; i++){ if(vis[i] == 0){ prime[cnt++] = i; for(int j = i * i; j < MAX_N; j += i){ vis[j] = 1; } } } } ll mul(ll n, ll m) { ll res = 0, tmp = n % mod; while(m){ if(m & 1) res = (res + tmp) % mod; tmp = (tmp + tmp) % mod; m >>= 1; } return res; } ll quick_pow(ll n, ll m) { ll res = 1, tmp = n % mod; while(m){ if(m & 1) res = mul(res, tmp); tmp = mul(tmp, tmp); m >>= 1; } return res; } void solve() { ll ans = 1; for(int i = 0; prime[i] * prime[i] <= A; i++){ if(A % prime[i] == 0){ int num = 0; while(A % prime[i] == 0){ num++; A /= prime[i]; } mod = (prime[i] - 1) * MOD; ans = ans * (quick_pow(prime[i], num * B + 1) + mod - 1) / (prime[i] - 1) % MOD; } } if(A > 1){ mod = (A - 1) * MOD; ans = ans * (quick_pow(A, B + 1) + mod - 1) / (A - 1) % MOD; } printf("%lld\n", ans); } int main() { GetPrime(); while(~scanf("%lld%lld", &A, &B)){ if(A == 1 || A == 0 || B == 0) printf("1\n"); else solve(); } return 0; }
#include <iostream> #include <cstdio> #include <cstring> #include <string> #include <algorithm> #include <climits> #include <cmath> #include <ctime> #include <cassert> #include <bitset> #define IOS ios_base::sync_with_stdio(0); cin.tie(0); using namespace std; typedef long long ll; const ll mod = 9901; const int MAX_N = 500000; ll A, B; int prime_cnt; int prime[MAX_N]; bitset<MAX_N> bs; void GetPrime() { bs.set(); prime_cnt = 0; for(int i = 2; i < MAX_N; i++){ if(bs[i] == 1) prime[prime_cnt++] = i; for(int j = 0; j < prime_cnt && i * prime[j] < MAX_N; j++){ bs[i * prime[j]] = 0; if(i % prime[j] == 0) break; } } //printf("bs[9901] = %d\n", (int)bs[9901]); } ll mul(ll a, ll b, ll m) { ll res = 0, tmp = a % m; b %= m; while(b){ if(b & 1) res = (res + tmp) % m; tmp = (tmp + tmp) % m; b >>= 1; } return res; } ll quick_pow(ll a, ll b, ll m) { ll res = 1, tmp = a % m; while(b){ if(b & 1) res = mul(res, tmp, m); tmp = mul(tmp, tmp, m); b >>= 1; } return res; } ll ex_gcd(ll a, ll b, ll& x, ll& y) { if(b == 0) { x = 1, y = 0; return a; } ll d = ex_gcd(b, a % b, y, x); y -= a / b * x; return d; } void solve() { ll x = A, ans = 1; for(int i = 0; i < prime_cnt && prime[i] * prime[i] <= x; i++){ if(x % prime[i] == 0){ int num = 0; while(x % prime[i] == 0){ num++; x /= prime[i]; } if(prime[i] % mod == 0) continue; else if(prime[i] % mod == 1){ ans = ans * (num * B + 1) % mod; continue; } ans = ans * (quick_pow(prime[i], num * B + 1, mod) + mod - 1) % mod; ll xx, y; ex_gcd((ll)prime[i] - 1, mod, xx, y); xx = (xx % mod + mod) % mod; ans = ans * xx % mod; } } if(x > 1){ if(x % mod == 0) { printf("%lld\n", ans); return; } else if(x % mod == 1) { ans = ans * (B + 1) % mod; printf("%lld\n", ans); return; } ans = ans * (quick_pow(x, B + 1, mod) + mod - 1) % mod; ll xx , y; ex_gcd(x - 1, mod, xx, y); xx = (xx % mod + mod) % mod; ans = ans * xx % mod; } printf("%lld\n", ans); } int main() { GetPrime(); while(~scanf("%lld%lld", &A, &B)){ if(A == 0 || A == 1) printf("%lld\n", A); else if(B == 0) printf("1\n"); else solve(); } return 0; }
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