POJ1091 跳蚤 素因子分解+容斥原理

题目链接:http://poj.org/problem?id=1091


分析:我们假设卡片上的标号分别是a1,a2,...,an,M,跳蚤跳对应标号的卡片的次数分别为x1,x2,...,xn,xn+1,那么要满足已知条件只需满足方程a1*x1+a2*x2+...+an*xn+M*xn+1=1有解,即gcd(a1,a2,...,an,m)=1,接下来对M进行质因子分解,然后排除公共因子非1的情况即可。我们可以分别找出公因子数为1到num内的所有符合条件的数组(a1,a2,...,an)的数目,然后用容斥原理解决。


实现代码如下:

#include <cstdio>
#include <iostream>
using namespace std;
typedef long long LL;
const int N=64;
int prime[N],num;
void divide(int m)
{//分解质因子
    num=0;
    for(int i=2;i*i<=m;i++)
    {
        if(m%i==0)
        {
            prime[++num]=i;
            m/=i;
            while(m%i==0) m/=i;
        }
    }
    if(m>1) prime[++num]=m;
}
LL quick_mul(LL a,LL b)
{//计算a^b
    LL ans=1;
    while(b)
    {
        if(b&1) ans*=a;
        a*=a;
        b>>=1;
    }
    return ans;
}
LL temp,ans;
int p[N],m,n;
void dfs(int b,int cnt,int c)
{//搜索含有c个公共因子数组的个数
 //b记录当前质因子的位置,cnt记录当前公共因子的个数
    if(cnt==c)
    {
        int x=m;
        for(int i=1;i<=c;i++)
          x/=p[i];
        temp+=quick_mul(x,n);
        return ;
    }
    for(int i=b+1;i<=num;i++)
    {
        p[cnt+1]=prime[i];
        dfs(i,cnt+1,c);
    }
}
int main()
{
    while(scanf("%d%d",&n,&m)!=-1)
    {
        ans=0;
        divide(m);
        for(int i=1;i<=num;i++)
        {
            temp=0;
            dfs(0,0,i);
            if(i&1) ans+=temp;
            else ans-=temp;
        }
        ans=quick_mul(m,n)-ans;
        printf("%lld\n",ans);
    }
    return 0;
}


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