题意:给出两个整数n和p,代表n个珠子,n种颜色,要求不同的项链数,翻转置换不考虑。结果模p.
题解:
我们知道gcd(i,n)表示了循环节的个数。例如gcd(2,6) = 2, 它的具体过程为:[1,3,5] [2,4,6]
对于任意一个循环置换,他所有循环节的长度为 n / gcd(i,n),在上面的例子中: 循环节长度 = 6 / gcd(2,6) = 3
为了方便说明,用L表示循环节的长度,显然 L | n
如果我们枚举L,求出对于每一个L有多少个i, 使得 L = n / gcd (i,n), 那么我们实际上也得到了循环节个数为 n / L 的置换个数。
将L = n / gcd (i,n)转换一下得到:n / L = gcd(i,n )
设 cnt = n / L = gcd(i, n) 注:cnt表示循环节个数,L表示每一个循环节的长度
因为 cnt | i, 所以可令 i = cnt * t; ( 因为0 <= i < n, 所以0 <= t < n / cnt = L )
又因为 cnt = n / L, 所以 n = cnt * L;
则 gcd ( i, n ) = gcd ( cnt*t, cnt*L ) = cnt; ①
可知当 gcd ( t, L ) = 1 时 ① 式成立。
由于 gcd ( t, L ) = 1 的个数就是 Euler(L)的个数,
所以我们可以得到结论:循环节个数为n/L的置换有Euler(L)个。
PS:这题时间压的比较紧,用__int64会超时。
#include<cmath> #include<cstring> #include<algorithm> #include<cstdio> using namespace std; #define MAXN 100009 int a[MAXN], p[MAXN], pn; int eul[MAXN]; void prime () { int i, j; pn = 0; memset(a,0,sizeof(a)); for ( i = 2; i < MAXN; i++ ) { if ( a[i] == 0 ) p[pn++] = i; for ( j = 0; j < pn && i * p[j] < MAXN && (p[j]<=a[i] || a[i]==0); j++ ) a[i*p[j]] = p[j]; } } void Euler () { eul[1] = 1; for ( int i = 2; i < MAXN; i++ ) { if ( a[i] == 0 ) eul[i] = i - 1; else { int k = i / a[i]; if ( k % a[i] == 0 ) eul[i] = eul[k] * a[i]; else eul[i] = eul[k] * ( a[i] - 1 ); } } } int Euler ( int n, int m ) { if ( n < MAXN ) return eul[n] % m; int ret = n; for ( int i = 0; i < pn && p[i] * p[i] <= n; i++ ) { if ( n % p[i] == 0 ) { ret = ret - ret / p[i]; while ( n % p[i] == 0 ) n /= p[i]; } } if ( n > 1 ) ret = ret - ret / n; return ret % m; } int mod_exp ( int a, int b, int m ) { int ret = 1; a = a % m; while ( b >= 1 ) { if ( b & 1 ) ret = ret * a % m; a = a * a % m; b >>= 1; } return ret; } int Polya ( int n, int m ) { int ret = 0; for ( int l = 1; l*l <= n; l++ ) { if ( n % l ) continue; ret = (ret + Euler(l,m) * mod_exp(n, n/l-1, m)) % m; if ( l * l == n ) break; ret = (ret + Euler(n/l,m) * mod_exp(n, l-1, m)) % m; } return ret; } int main() { int n, m, cs; prime(); Euler(); scanf("%d",&cs); while ( cs-- ) { scanf("%d%d",&n,&m); printf("%d\n",Polya(n,m)); } return 0; }