HDU 3923 Invoker(polya)

Description
用m种颜色给长度为n的项链染色,旋转和翻转相同算同一种方案,问一共有多少种不同的方案
Input
第一行一个整数T表示用例组数,每组用例占一行为两个整数n和m表示项链长度和颜色数
Output
对于每组用例,输出染色方案数,结果模1e9+7
Sample Input
2
3 4
1 2
Sample Output
Case #1: 21
Case #2: 1
Solution
polya,先考虑旋转,有n种置换,旋转k个元素后循环节即轮换数为gcd(k,n),故方案数为这里写图片描述,然后是翻转,对称轴显然为直径,当n为偶数时有两种对称轴,一种过两点,另一种过两个中点,第一种对称轴有n/2个,翻转180度的轮换数为n/2+1,第二种对称轴也有n/2个,翻转180度的轮换数为n/2,方案数为n/2*m^(n/2)+n/2*m^(n/2+1);当n为奇数时对称轴只有一种,即过一点以及一个中点,共n个,翻转180度的轮换数为n/2,方案数为n*m^(n/2),所以翻转也有n种置换,总置换数为2*n。注意除法都要乘逆元
Code

#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstring>
using namespace std;
#define mod 1000000007
typedef long long ll;
ll mod_pow(ll a,ll b,ll p)
{
    ll ans=1ll;
    a%=p;
    while(b)
    {
        if(b&1) ans=(ans*a)%p;
        a=(a*a)%p;
        b>>=1;
    } 
    return ans;
}
ll get_euler(ll n)
{
    ll ans=n;
    for(ll i=2;i*i<=n;i++)
        if(n%i==0)
        {
            ans=ans/i*(i-1);
            while(n%i==0)n/=i;
        }
    if(n>1)ans=ans/n*(n-1);
    return ans;
}
int main()
{
    int T,Case=1;
    ll n,m;
    scanf("%d",&T);
    while(T--)
    {
        scanf("%I64d%I64d",&m,&n);
        ll ans=0;
        for(ll i=1;i*i<=n;i++)
            if(n%i==0)
            {
                if(i*i!=n)
                    ans=(ans+get_euler(i)*mod_pow(m,n/i,mod)%mod+get_euler(n/i)*mod_pow(m,i,mod)%mod)%mod;
                else 
                    ans=(ans+get_euler(i)*mod_pow(m,n/i,mod))%mod;
            }
        if(n%2)
            ans=(ans+n*mod_pow(m,(n+1)/2,mod)%mod)%mod;
        else
            ans=(ans+n/2*mod_pow(m,n/2,mod)%mod+n/2*mod_pow(m,n/2+1,mod)%mod)%mod;
        ans=(ans+mod)%mod;
        ans=ans*mod_pow(2*n,mod-2,mod)%mod;
        printf("Case #%d: %I64d\n",Case++,ans);
    }
    return 0;
}

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