• BZOJ-3884-上帝与集合的正确用法(欧拉定理)


    Description

     
    根据一些书上的记载,上帝的一次失败的创世经历是这样的:
    第一天, 上帝创造了一个世界的基本元素,称做“元”。
    第二天, 上帝创造了一个新的元素,称作“α”。“α”被定义为“元”构成的集合。容易发现,一共有两种不同的“α”。
    第三天, 上帝又创造了一个新的元素,称作“β”。“β”被定义为“α”构成的集合。容易发现,一共有四种不同的“β”。
    第四天, 上帝创造了新的元素“γ”,“γ”被定义为“β”的集合。显然,一共会有16种不同的“γ”。
    如果按照这样下去,上帝创造的第四种元素将会有65536种,第五种元素将会有2^65536种。这将会是一个天文数字。
    然而,上帝并没有预料到元素种类数的增长是如此的迅速。他想要让世界的元素丰富起来,因此,日复一日,年复一年,他重复地创造着新的元素……
    然而不久,当上帝创造出最后一种元素“θ”时,他发现这世界的元素实在是太多了,以致于世界的容量不足,无法承受。因此在这一天,上帝毁灭了世界。
    至今,上帝仍记得那次失败的创世经历,现在他想问问你,他最后一次创造的元素“θ”一共有多少种?
    上帝觉得这个数字可能过于巨大而无法表示出来,因此你只需要回答这个数对p取模后的值即可。
    你可以认为上帝从“α”到“θ”一共创造了10^9次元素,或10^18次,或者干脆∞次。
     
    一句话题意:

    Input

     
    接下来T行,每行一个正整数p,代表你需要取模的值

    Output

    T行,每行一个正整数,为答案对p取模后的值

    Sample Input

    3
    2
    3
    6

    Sample Output

    0
    1
    4
     

    HINT

    对于100%的数据,T<=1000,p<=10^7
     

    Source

    By PoPoQQQ

    题解

    刚开始看到这道题的时候感觉无从下手(觉得次数应该会影响最终答案)

    但是后来发现有一些有趣的性质

    首先让我们来回顾一下欧拉定理:aφ(p)≡1 (mod p)  (a和p互质)

    由上面的式子可以推出an≡an mod φ(p) + φ(p) (mod p)  (a和p互质)

    但是题目给出的p好像和a不互质,怎么办呢?

    其实我们可以把p转化一下,我们令p=2k·q,q为奇数

    那么就可以化2222···mod p=2k·(2(222···-k) mod q),由于q为奇数,所以q和2互质,可以套用欧拉定理

    那么时间复杂度如何呢

    每次都要取φ(p),我们可以发现除了第一次取模以外,其他的模数都是偶数,即φ(p)<=p/2,这样在<=log2n次递归后模数就会变成1,这样就可以直接return 0了

    当然我们也可以用线性筛先把1到1000w的欧拉函数求出来,但是在实际测试中,第二种方法比第一种方法慢很多

     1 #include<bits/stdc++.h>
     2 #define N 10000007
     3 #define ll long long
     4 using namespace std;
     5 int T,p;
     6 int E[N],A[N];
     7 int euler(int x){
     8     int ans=x;
     9     int d=sqrt(x);
    10     for (int i=2;i<=d;i++)
    11         if (!(x%i)){
    12             ans=ans/i*(i-1);
    13             while (!(x%i)) x/=i;
    14         }
    15     if (x>1) ans=ans/x*(x-1);
    16     return ans;
    17 }
    18 ll pow_mul(int b,int p){
    19     ll ans=1,tmp=2;
    20     while (b){
    21         if (b&1) ans=ans*tmp%p;
    22         tmp=tmp*tmp%p;
    23         b>>=1;
    24     }
    25     return ans;
    26 }
    27 int solve(int p){
    28     if (A[p]) return A[p];
    29     if (p==1) return 0;
    30     int tmp=0,q=p;
    31     while (!(q&1)) q>>=1,tmp++; 
    32     if (!E[q]) E[q]=euler(q);
    33     int x=solve(E[q]);
    34     x=(x+E[q]-tmp%E[q])%E[q];
    35     A[p]=pow_mul(x,q)<<tmp;
    36     return A[p];
    37 }
    38 int main(){
    39     scanf("%d",&T);
    40     while(T--){
    41         scanf("%d",&p);
    42         printf("%d
    ",solve(p));
    43     } 
    44     return 0;
    45 }
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/zhuchenrui/p/7735005.html
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