一道很强悍的数论题目,推都推不出来,但是好在,有别人的思路,明天再推推,看看能不能推出来,
但是有很多的知识点,比如说,费马小定理,比如说,lucas还比如说求c(n,m)
这些都是很基础的算法,但是自己以前都不知道,这一道题目都让我全部用到了,自己果然是菜鸟中的菜鸟,不过学到了知识,自己还是很开心的.
拿来别人的解题报告看看.
然后贴出自己的代码
题目相当于求n个数的和不超过m的方案数。
如果和恰好等于m,那么就等价于方程x1+x2+...+xn = m的解的个数,利用插板法可以得到方案数为:
(m+1)*(m+2)...(m+n-1) = C(m+n-1,n-1) = C(m+n-1,m)
现在就需要求不大于m的,相当于对i = 0,1...,m对C(n+i-1,i)求和,根据公式C(n,k) = C(n-1,k)+C(n-1,k-1)得
C(n-1,0)+C(n,1)+...+C(n+m-1,m)
= C(n,0)+C(n,1)+C(n+1,2)+...+C(n+m-1,m)
= C(n+m,m)
现在就是要求C(n+m,m) % p,其中p是素数。
然后利用Lucas定理的模板就可以轻松的求得C(n+m,m) % p的值
下面简单介绍一下Lucas定理:
Lucas定理是用来求 C(n,m) mod p的值,p是素数(从n取m组合,模上p)。
描述为:
Lucas(n,m,p)=C(n%p,m%p)* Lucas(n/p,m/p,p)
Lucas(x,0,p)=1;
简单的理解就是:
以求解n! % p 为例,把n分段,每p个一段,每一段求得结果是一样的。但是需要单独处理每一段的末尾p,2p,...,把p提取出来,会发现剩下的数正好又是(n/p)! ,相当于
划归了一个子问题,这样递归求解即可。
这个是单独处理n!的情况,当然C(n,m)就是n!/(m! *(n-m)!),每一个阶乘都用上面的方法处理的话,就是Lucas定理了
Lucas最大的数据处理能力是p在10^5左右。
而C(a,b) =a! / ( b! * (a-b)! ) mod p
其实就是求 ( a! / (a-b)!) * ( b! )^(p-2) mod p
(上面这一步变换是根据费马小定理:假如p是质数,且a,p互质,那么a的(p-1)次方除以p的余数恒为1,
那么a和a^(p-2)互为乘法逆元,则(b / a) = (b * a^(p-2) ) mod p)
用下面的Lucas定理程序实现就能得出结果,实现过程中要注意乘法时的强制转换
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
int N, M, P;
int fac[100011];
void factorial()
{
fac[0] = 1;
for (int i = 1; i <= P; i++)
{
fac[i] = (long long int)fac[i - 1] * i % P;
}
}
int quick_pow(int a, int n)
{
int ans = 1;
while (n)
{
if (n & 1)
{
ans = (long long int)ans * a % P;
}
a = (long long int) a * a % P;
n >>= 1;
}
return ans;
}
int C(int n, int m)
{
if (n < m)
{
return 0;
}
return (long long int)fac[n] * (quick_pow((long long int)fac[m] * fac[n - m] % P, P - 2)) % P;
}
int lucas(long long int n, long long int m)
{
if (m == 0)
{
return 1;
}
return (long long int)C(n % P, m % P) * lucas(n / P, m / P) % P;
}
int main()
{
int T;
scanf("%d", &T);
while (T--)
{
scanf("%d%d%d", &N, &M, &P);
factorial();
int ans = lucas(N + M, M);
printf("%d\n", ans);
}
// system("pause");
return 0;
}