hdu 5407 CRB and Candies(素数筛选法,除法取模(乘法逆元))
2015-08-25 22:40
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题目链接:
http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=5407
解题思路:
官方题解:
The problem is just to calculate g(N)\
=\ LCM(C(N,0), C(N,1), ..., C(N, N))g(N) = LCM(C(N,0),C(N,1),...,C(N,N)).
Introducing function f(n)\
=\ LCM(1, 2, ..., n)f(n) = LCM(1,2,...,n),
the fact g(n)\
=\ f(n+1) / (n+1)g(n) = f(n+1)/(n+1) holds.
We calculate f(n)f(n) in
the following way.
f(1)=1f(1)=1.
If n\
=p^{k}n =pk then f(n)\
=\ f(n-1) \times \ pf(n) = f(n−1)× p,
else f(n)\
=\ f(n-1)f(n) = f(n−1).
Time complexity:O(N\cdot logN)O(N⋅logN)
如果不会做,可以取个巧,已知前n项,可以在这个网站找找规律再做。。。http://oeis.org/?language=english
求
LCM((n0),(n1)…(nn))
令
g(n)=LCM((n0),(n1)…(nn))
以及
f(n)=LCM(1,2,…n)
则有
g(n)=f(n+1)n+1
显然f(1)=1,考虑f(n)的质因数分解形式,知道
f(n)=⎧⎩⎨f(n−1)
* p,f(n−1),if n=pkif n!=pk
其中p表示一个质数,即判断n是否能表达成某个质数的整数k次方.
最后的除以n+1部分需要用逆元处理一下
证明过程如下:
http://www.zhihu.com/question/34859879/answer/60168919
http://arxiv.org/pdf/0906.2295v2.pdf
首先用素数筛选法求出1~1000000之间的素数,然后再计算f
,但是计算f(n)的时候不能直接除以(n+1),应乘以其逆元.
下面有两种求逆元的模板:
AC代码:
http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=5407
解题思路:
官方题解:
The problem is just to calculate g(N)\
=\ LCM(C(N,0), C(N,1), ..., C(N, N))g(N) = LCM(C(N,0),C(N,1),...,C(N,N)).
Introducing function f(n)\
=\ LCM(1, 2, ..., n)f(n) = LCM(1,2,...,n),
the fact g(n)\
=\ f(n+1) / (n+1)g(n) = f(n+1)/(n+1) holds.
We calculate f(n)f(n) in
the following way.
f(1)=1f(1)=1.
If n\
=p^{k}n =pk then f(n)\
=\ f(n-1) \times \ pf(n) = f(n−1)× p,
else f(n)\
=\ f(n-1)f(n) = f(n−1).
Time complexity:O(N\cdot logN)O(N⋅logN)
如果不会做,可以取个巧,已知前n项,可以在这个网站找找规律再做。。。http://oeis.org/?language=english
求
LCM((n0),(n1)…(nn))
令
g(n)=LCM((n0),(n1)…(nn))
以及
f(n)=LCM(1,2,…n)
则有
g(n)=f(n+1)n+1
显然f(1)=1,考虑f(n)的质因数分解形式,知道
f(n)=⎧⎩⎨f(n−1)
* p,f(n−1),if n=pkif n!=pk
其中p表示一个质数,即判断n是否能表达成某个质数的整数k次方.
最后的除以n+1部分需要用逆元处理一下
证明过程如下:
http://www.zhihu.com/question/34859879/answer/60168919
http://arxiv.org/pdf/0906.2295v2.pdf
首先用素数筛选法求出1~1000000之间的素数,然后再计算f
,但是计算f(n)的时候不能直接除以(n+1),应乘以其逆元.
下面有两种求逆元的模板:
1.利用扩展欧几里德算法求逆元
ll extend_gcd(ll a,ll b,ll &x,ll &y){ if(a == 0 && b == 0) return -1;//无最大公约数 if(b == 0){ x = 1; y = 0; return a; } ll d = extend_gcd(b,a%b,y,x); y -= a/b*x; return d; } //*********求逆元素******************* //ax = 1(mod n) ll mod_reverse(ll a,ll n) { ll x,y; ll d = extend_gcd(a,n,x,y); if(d == 1) return (x%n+n)%n; else return -1; }
2.利用快速幂求逆元
ll pow_mod(ll x, int n) { ll ret = 1; while (n) { if (n&1) ret = ret * x % MOD; x = x * x % MOD; n >>= 1; } return ret; } ll mod_reverse(ll x) { return pow_mod(x, MOD-2); }
AC代码:
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cmath>
using namespace std;
typedef long long ll;
const int MOD = 1000000007;
const int N = 1000005;
ll f
;
int nprime;
int vis
;
int prime[80000];
void getprime(){
nprime = 0;
memset(vis,0,sizeof(vis));
memset(prime,0,sizeof(prime));
for(int i = 2; i <= N-5; i++){
int t = (N-5)/i;
for(int j = 2; j <= t; j++){
vis[i*j] = 1;
}
}
for(int i = 2; i <= N-5; i++){
if(!vis[i])
prime[nprime++] = i;
}
memset(vis,0,sizeof(vis));
for(int i = 0; i < nprime; i++){
ll a = prime[i];
ll b = a;
for(; a < N; a*=b)
vis[a] = b;
}
}
void init(){
getprime();
f[1] = 1;
for(int i = 2; i <= N-4; i++){
if(vis[i])
f[i] = f[i-1]*vis[i]%MOD;
else
f[i] = f[i-1];
f[i] %= MOD;
}
}
/*
ll extend_gcd(ll a,ll b,ll &x,ll &y){ if(a == 0 && b == 0) return -1;//无最大公约数 if(b == 0){ x = 1; y = 0; return a; } ll d = extend_gcd(b,a%b,y,x); y -= a/b*x; return d; } //*********求逆元素******************* //ax = 1(mod n) ll mod_reverse(ll a,ll n) { ll x,y; ll d = extend_gcd(a,n,x,y); if(d == 1) return (x%n+n)%n; else return -1; }
*/
ll pow_mod(ll x, int n) { ll ret = 1; while (n) { if (n&1) ret = ret * x % MOD; x = x * x % MOD; n >>= 1; } return ret; } ll mod_reverse(ll x) { return pow_mod(x, MOD-2); }
int main(){
init();
int T;
scanf("%d",&T);
while(T--){
int n;
scanf("%d",&n);
//ll ni = mod_reverse(n+1,MOD);
ll ni = mod_reverse(n+1);
printf("%lld\n",f[n+1]*ni%MOD);
}
return 0;
}
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