[BZOJ1220][POJ1091][HNOI2002]跳蚤
试题描述
Z城市居住着很多只跳蚤。在Z城市周六生活频道有一个娱乐节目。一只跳蚤将被请上一个高空钢丝的正中央。钢丝很长，可以看作是无限长。节目主持人会给该跳蚤发一张卡片。卡片上写有N+1个自然数。其中最后一个是M，而前N个数都不超过M，卡片上允许有相同的数字。跳蚤每次可以从卡片上任意选择一个自然数S，然后向左，或向右跳S个单位长度。而他最终的任务是跳到距离他左边一个单位长度的地方，并捡起位于那里的礼物。比如当N=2，M=18时，持有卡片(10, 15, 18)的跳蚤，就可以完成任务：他可以先向左跳10个单位长度，然后再连向左跳3次，每次15个单位长度，最后再向右连跳3次，每次18个单位长度。而持有卡片(12, 15, 18)的跳蚤，则怎么也不可能跳到距他左边一个单位长度的地方。当确定N和M后，显然一共有MN张不同的卡片。现在的问题是，在这所有的卡片中，有多少张可以完成任务。
输入
输入文件有且仅有一行，包括用空格分开的两个整数N和M。
输出
输出文件有且仅有一行，即可以完成任务的卡片数。 1≤M≤10^8，1≤N≤M，且M^N≤10^16。（注意：这个数据范围是错的，此题需要高精度。）
输入示例
2 4
输出示例
12
数据规模及约定
此题需要高精度！（POJ 上的不用，HNOI2002 原题也不用）
题解
其实就是找 N+1 个数互质的方案数，注意到最后一个数是固定的 M，所以可以给它分解质因数，然后容斥一下。MN - 前 N 个数中含有 1 个 M 的质因子的方案数 + 前 N 个数中含有 2 个 M 的质因子的方案数 - ... = ans
最后贴一个高精度模板，搞定。
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <stack>
#include <vector>
#include <queue>
#include <cstring>
#include <string>
#include <map>
#include <set>
using namespace std;
const int BufferSize = 1 << 16;
char buffer[BufferSize], *Head, *Tail;
inline char Getchar() {
if(Head == Tail) {
int l = fread(buffer, 1, BufferSize, stdin);
Tail = (Head = buffer) + l;
}
return *Head++;
}
int read() {
int x = 0, f = 1; char c = getchar();
while(!isdigit(c)){ if(c == '-') f = -1; c = getchar(); }
while(isdigit(c)){ x = x * 10 + c - '0'; c = getchar(); }
return x * f;
}
#define MAXN 1000+10
struct bign
{
int len, s[MAXN];
bign ()
{
memset(s, 0, sizeof(s));
len = 1;
}
bign (int num) { *this = num; }
bign (const char *num) { *this = num; }
bign operator = (const int num)
{
char s[MAXN];
sprintf(s, "%d", num);
*this = s;
return *this;
}
bign operator = (const char *num)
{
for(int i = 0; num[i] == '0'; num++) ; //去前导0
len = strlen(num);
for(int i = 0; i < len; i++) s[i] = num[len-i-1] - '0';
return *this;
}
bign operator + (const bign &b) const //+
{
bign c;
c.len = 0;
for(int i = 0, g = 0; g || i < max(len, b.len); i++)
{
int x = g;
if(i < len) x += s[i];
if(i < b.len) x += b.s[i];
c.s[c.len++] = x % 10;
g = x / 10;
}
return c;
}
bign operator += (const bign &b)
{
*this = *this + b;
return *this;
}
void clean()
{
while(len > 1 && !s[len-1]) len--;
}
bign operator * (const bign &b) //*
{
bign c;
c.len = len + b.len;
for(int i = 0; i < len; i++)
{
for(int j = 0; j < b.len; j++)
{
c.s[i+j] += s[i] * b.s[j];
}
}
for(int i = 0; i < c.len; i++)
{
c.s[i+1] += c.s[i]/10;
c.s[i] %= 10;
}
c.clean();
return c;
}
bign operator *= (const bign &b)
{
*this = *this * b;
return *this;
}
bign operator - (const bign &b)
{
bign c;
c.len = 0;
for(int i = 0, g = 0; i < len; i++)
{
int x = s[i] - g;
if(i < b.len) x -= b.s[i];
if(x >= 0) g = 0;
else
{
g = 1;
x += 10;
}
c.s[c.len++] = x;
}
c.clean();
return c;
}
bign operator -= (const bign &b)
{
*this = *this - b;
return *this;
}
bign operator / (const bign &b)
{
bign c, f = 0;
for(int i = len-1; i >= 0; i--)
{
f = f*10;
f.s[0] = s[i];
while(f >= b)
{
f -= b;
c.s[i]++;
}
}
c.len = len;
c.clean();
return c;
}
bign operator /= (const bign &b)
{
*this = *this / b;
return *this;
}
bign operator % (const bign &b)
{
bign r = *this / b;
r = *this - r*b;
return r;
}
bign operator %= (const bign &b)
{
*this = *this % b;
return *this;
}
bool operator < (const bign &b)
{
if(len != b.len) return len < b.len;
for(int i = len-1; i >= 0; i--)
{
if(s[i] != b.s[i]) return s[i] < b.s[i];
}
return false;
}
bool operator > (const bign &b)
{
if(len != b.len) return len > b.len;
for(int i = len-1; i >= 0; i--)
{
if(s[i] != b.s[i]) return s[i] > b.s[i];
}
return false;
}
bool operator == (const bign &b)
{
return !(*this > b) && !(*this < b);
}
bool operator != (const bign &b)
{
return !(*this == b);
}
bool operator <= (const bign &b)
{
return *this < b || *this == b;
}
bool operator >= (const bign &b)
{
return *this > b || *this == b;
}
string str() const
{
string res = "";
for(int i = 0; i < len; i++) res = char(s[i]+'0') + res;
return res;
}
};
istream& operator >> (istream &in, bign &x)
{
string s;
in >> s;
x = s.c_str();
return in;
}
ostream& operator << (ostream &out, const bign &x)
{
out << x.str();
return out;
}
#define maxn 50
#define LL bign
int n, m;
int prime[maxn], cnt;
void getprime(int x) {
int t = sqrt(x + .5);
for(int i = 2; i <= t; i++) if(x % i == 0) {
prime[++cnt] = i;
while(x % i == 0) x /= i;
}
if(x > 1) prime[++cnt] = x;
return ;
}
LL Pow(LL a, int b) {
LL ans = 1, t = a;
while(b) {
if(b & 1) ans *= t;
t *= t; b >>= 1;
}
return ans;
}
int main() {
n = read(); m = read();
getprime(m);
LL ans = Pow(m, n);
int all = (1 << cnt) - 1;
for(int i = 1; i <= all; i++) {
int tmp = 1; int c = 0;
for(int j = 1; j <= cnt; j++) if(i >> j - 1 & 1) tmp *= prime[j], c++;
LL tt = Pow(m / tmp, n);
if(c & 1) ans -= tt; else ans += tt;
}
cout << ans << endl;
return 0;
}