组合数取模(卢卡斯定理)

组合数取模(卢卡斯定理)模板

const int N=1e5+5;
const int mod=10007;
ll fac[N];//用于求取阶乘取模
ll n;

void init() {
    fac[0]=1;
    for(int i=1;i<=mod;i++)
        fac[i]=fac[i-1]*i%mod;
}

ll quick_pow(ll a,ll b) {
    ll ans=1,base=a;
    while(b) {
        if(b&1) ans=ans*base%mod;
        base=base*base%mod;
        b>>=1;
    }
    return ans;
}

ll C(ll n,ll m) {
    if(m>n) return 0;
    return fac[n]*quick_pow(fac[m]*fac[n-m]%mod,mod-2)%mod;//此处运用公式C(n, m) mod p = n!/(m!(n - m)!) mod p
}

ll Lucas(ll n,ll m) {
    if(m==0) return 1;
    else return C(n%mod,m%mod)*Lucas(n/mod,m/mod)%mod;
}


推倒过程

/*
 *卢卡斯定理:组合数取模运算
 *Lucas定理是用来求 C(n,m) mod p,p为素数的值。(注意:p一定是素数)
 *C(n, m) = C(n - 1,m) + C(n - 1, m - 1) ( 提示:C(n, m) mod p = n!/(m!(n - m)!) mod p )
 *表达式:C(n,m)%p=C(n/p,m/p)*C(n%p,m%p)%p。
 *递归方程:(C(n%p, m%p)*Lucas(n/p, m/p))%p。(递归出口为m==0,return 1)
 *机器人走方格递推公式:h(n)=C(2n,n)/(n+1)
 */

题目链接51Nod - 1120 

首先看我们可以用传统dp列举前10个数来找下规律

#include
#include

using namespace std;

int n,dp[1005][1005];


int main(){
    for(int n=1;n<=10;n++){
        memset(dp,0,sizeof(dp));
        dp[0][0]=1;
        for(int i=1;i

得到的规律数字为:

1
1
2
5
14
42
132
429
1430

4862

This is 卡特兰数,不要问我问么知道的,我也是第一次见,然后百度得到公式如下:

递推关系的解为:
h(n)=C(2n,n)/(n+1) (n=0,1,2,...)


递推关系的另类解为:

h(n)=c(2n,n)-c(2n,n-1)(n=0,1,2,...)

哈哈然后一道dp题就转化为了数论题


代码

#include 
#define me(x,y) memset(x,y,sizeof(x))
#define sd(x) scanf("%d",&x)
#define ss(x) scanf("%s",x)
#define sf(x) scanf("%f",&x)
#define slf(x) scanf("%lf",&x)
#define slld(x) scanf("%lld",&x)
#define pd(x) printf("%d\n",x)
#define plld(x) printf("%lld\n",x)
#define ps(x) printf("%s\n",x)
#define max(x,y) (x>=y?x:y)
#define min(x,y) (x>=1;
    }
    return ans;
}

ll C(ll n,ll m) {
    if(m>n) return 0;
    return fac[n]*quick_pow(fac[m]*fac[n-m]%mod,mod-2)%mod;//此处运用公式C(n, m) mod p = n!/(m!(n - m)!) mod p
}

ll Lucas(ll n,ll m) {
    if(m==0) return 1;
    else return C(n%mod,m%mod)*Lucas(n/mod,m/mod)%mod;
}

int main() {
    init();
	slld(n);
	n-=1;
	plld(2*Lucas(2*n,n)*quick_pow(n+1,mod-2)%mod);
	return 0;
}

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