Applese 涂颜色(欧拉定理降幂+快速幂)

链接:https://ac.nowcoder.com/acm/contest/330/E
来源:牛客网

精通程序设计的 Applese 叕写了一个游戏。

在这个游戏中,有一个 n 行 m 列的方阵。现在它要为这个方阵涂上黑白两种颜色。规定左右相邻两格的颜色不能相同。请你帮它统计一下有多少种涂色的方法。由于答案很大,你需要将答案对
10
9
+
7
109+7 取模。
Applese 涂颜色(欧拉定理降幂+快速幂)_第1张图片
Applese 涂颜色(欧拉定理降幂+快速幂)_第2张图片
/*
这题容易发现规律,每一行有2种涂法(交叉式的涂),而跟有多少列没有关系。
所以ans = 2^n%mod;
由于n特别大,所以这题重点就是高精度的计算。
高精度的 幂并且取模运算 会想到用 欧拉定理降幂+快速幂
对于欧拉定理,有个欧拉函数
定义:
在数论中,对于一个正整数n,欧拉函数是 小于等于n 的正整数中 与n互质的数 的数目(φ(1)=1)。
Applese 涂颜色(欧拉定理降幂+快速幂)_第3张图片
关于欧拉函数与欧拉定理费马小定理的关系:
Applese 涂颜色(欧拉定理降幂+快速幂)_第4张图片
欧拉定理的公式理解:
对于互质数a,m, a 的 m的欧拉值 次幂 对m取模 与 1对m取模 同余(三横这里是同余的意思)
费马小定理可以看成欧拉定理的一种特殊情况,即m为质数,对m取模时,m的欧拉值为m-1;
那么如何运用欧拉定理来降幂呢?
在这里插入图片描述
我们用欧拉定理的特殊情况费马小定理来举例:

2^100 % 7  = (2^(6*16)) * (2^4)  % 7 =(1^16) * (2^4) % 7 = 2;
同样上面那个例子套入降幂公式:
A = 2;
B =100;
C = 7;
2^100 % 7 = 2^(100%φ(7)+ φ(7)) % 7;
φ(7) = 6;
2^100 % 7 = 2^(100%6+ 6) % 7 = 2^(4+6) % 7 = 2^4 % 7 * 2^6 % 7 = 16%7*1 = 2;

与测试结果一致:

Applese 涂颜色(欧拉定理降幂+快速幂)_第5张图片
/
/

解题:
由于mod = 1e9 + 7,
是一个质数,所以对于本题来说可以直接用费马小定理+快速幂
或者不管mod是不是质数(没有考虑到mod是不是质数),用欧拉定理+快速幂;
幂指数n十分十分大,用前先结合同余定理处理
*/
ac_code(费马+快速幂):

#include 
#include 
#define ll long long
const ll mod = 1e9+7;
using namespace std;
ll quickPow(ll a,ll b)
{
    ll ans = 1;
    a %= mod;
    while(b)
    {
        if(b&1) ans = (ans * a) % mod;
        a = a * a % mod;
        b >>= 1;
    }
    return ans;
}
int main()
{
    string s1,s2;
    while(cin>>s1>>s2)
    {
        ll length = s1.size(),n = 0,p;
        p = mod - 1;
        for(int i = 0; i < length; i++)
        {
            n  =(n * 10 + (s1[i] - '0')) % p;
        }
        cout<

ac_code(欧拉+快速幂):

#include 
#include 
#define ll long long
const ll mod = 1e9+7;
using namespace std;
ll quickPow(ll a,ll b)
{
    ll ans = 1;
    a %= mod;
    while(b)
    {
        if(b&1) ans = (ans * a) % mod;
        a = a * a % mod;
        b >>= 1;
    }
    return ans;
}
ll euler(ll n)
{
    ll res = n;
    for(int i = 2; i*i <= n; i++)
    {
        if(n % i == 0)
            res = res / i * (i-1);
        while(n%i==0)
            n /= i;
    }
    if(n > 1)
        res = res / n * (n-1);
    return res;
}
int main()
{
    string s1,s2;
    while(cin>>s1>>s2)
    {
        ll length = s1.size(),n = 0,p;
        //p = mod - 1;
        p = euler(mod);
        for(int i = 0; i < length; i++)
        {
            n  =(n * 10 + (s1[i] - '0')) % p;
        }
        cout<

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