• 【HDU 3037】大数组合取模之Lucas定理


    题目链接:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=3037

    题目大意:求在n棵树上摘不超过m颗豆子的方案,结果对p取模。

    解题思路:

    题目可以转换成  x1+x2+……+xn=m 有多少组解,m在题中可以取0~m。

    利用插板法可以得出x1+x2+……+xn=m解的个数为C(n+m-1,m);

    则题目解的个数可以转换成求   sum=C(n+m-1,0)+C(n+m-1,1)+C(n+m-1,2)……+C(n+m-1,m)

    利用公式C(n,r)=C(n-1,r)+C(n-1,r-1)  == >  sum=C(n+m,m)。

    现在就是要求C(n+m,m)%p。

    因为n,m很大,这里可以直接套用Lucas定理的模板即可。

    Lucas(n,m,p)=C(n%p,m%p,p)*Lucas(n/p,m/p,p);   ///这里可以采用对n分段递归求解,

    Lucas(x,0,p)=1;

    将n,m分解变小之后问题又转换成了求(a/b)%p。

    (a/b)%p可以转换成a*Inv(b,p)  Inv(b,p)为b对p的逆元。

     1 #include <iostream>
     2 #include <cstdio>
     3 #include <algorithm>
     4 #include <cmath>
     5 #include <cstring>
     6 using namespace std;
     7 
     8 typedef long long lld;
     9 lld  n, m, p;
    10 
    11 lld Ext_gcd(lld a,lld b,lld &x,lld &y){
    12    if(b==0) { x=1, y=0; return a; }
    13    lld ret= Ext_gcd(b,a%b,y,x);
    14    y-= a/b*x;
    15    return ret;
    16 }
    17 lld Inv(lld a,int m){   ///求逆元
    18    lld d,x,y,t= (lld)m;
    19    d= Ext_gcd(a,t,x,y);
    20    if(d==1) return (x%t+t)%t;
    21    return -1;
    22 }
    23 
    24 lld Cm(lld n, lld m, lld p)  ///组合数学
    25 {
    26     lld a=1, b=1;
    27     if(m>n) return 0;
    28     while(m)
    29     {
    30         a=(a*n)%p;
    31         b=(b*m)%p;
    32         m--;
    33         n--;
    34     }
    35     return (lld)a*Inv(b,p)%p;  ///(a/b)%p 等价于 a*(b,p)的逆元
    36 }
    37 
    38 int Lucas(lld n, lld m, lld p)  ///把n分段递归求解相乘
    39 {
    40     if(m==0) return 1;
    41     return (lld)Cm(n%p,m%p,p)*(lld)Lucas(n/p,m/p,p)%p;
    42 }
    43 
    44 int main()
    45 {
    46     int  T;
    47     cin >> T;
    48     while(T--)
    49     {
    50         scanf("%lld%lld%lld",&n,&m,&p);
    51         printf("%d\n",Lucas(n+m,m,p));
    52     }
    53     return 0;
    54 }
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