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POJ 1845 Sumdiv (快速分解因式+快速幂取模)

时间:2015-01-23 14:43:13      阅读:210      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:acm   c语言   算法   编程   数学   

题目地址:POJ 1845

转载自:http://blog.csdn.net/lyy289065406/article/details/6648539

大致题意:

求A^B的所有约数(即因子)之和,并对其取模 9901再输出。

 

解题思路:

要求有较强 数学思维 的题

应用定理主要有三个:

要求有较强 数学思维 的题

应用定理主要有三个:

(1)   整数的唯一分解定理:

      任意正整数都有且只有一种方式写出其素因子的乘积表达式。

      A=(p1^k1)*(p2^k2)*(p3^k3)*....*(pn^kn)   其中pi均为素数

(2)   约数和公式:

对于已经分解的整数A=(p1^k1)*(p2^k2)*(p3^k3)*....*(pn^kn)

有A的所有因子之和为

    S = (1+p1+p1^2+p1^3+...p1^k1) * (1+p2+p2^2+p2^3+….p2^k2) * (1+p3+ p3^3+…+ p3^k3) * .... * (1+pn+pn^2+pn^3+...pn^kn)

(3)   同余模公式:

(a+b)%m=(a%m+b%m)%m

(a*b)%m=(a%m*b%m)%m

 

有了上面的数学基础,那么本题解法就很简单了:

1: 对A进行素因子分解

分解A的方法:

A首先对第一个素数2不断取模,A%2==0时 ,记录2出现的次数+1,A/=2;

当A%2!=0时,则A对下一个连续素数3不断取模...

以此类推,直到A==1为止。

 

注意特殊判定,当A本身就是素数时,无法分解,它自己就是其本身的素数分解式。

 

最后得到A = p1^k1 * p2^k2 * p3^k3 *...* pn^kn.
      故 A^B = p1^(k1*B) * p2^(k2*B) *...* pn^(kn*B);


2:A^B的所有约数之和为:

     sum = [1+p1+p1^2+...+p1^(a1*B)] * [1+p2+p2^2+...+p2^(a2*B)] *...* [1+pn+pn^2+...+pn^(an*B)].


3: 用递归二分求等比数列1+pi+pi^2+pi^3+...+pi^n:

(1)若n为奇数,一共有偶数项,则:
      1 + p + p^2 + p^3 +...+ p^n

      = (1+p^(n/2+1)) + p * (1+p^(n/2+1)) +...+ p^(n/2) * (1+p^(n/2+1))
      = (1 + p + p^2 +...+ p^(n/2)) * (1 + p^(n/2+1))

上式红色加粗的前半部分恰好就是原式的一半,那么只需要不断递归二分求和就可以了,后半部分为幂次式,将在下面第4点讲述计算方法。

 

(2)若n为偶数,一共有奇数项,则:
      1 + p + p^2 + p^3 +...+ p^n

      = (1+p^(n/2+1)) + p * (1+p^(n/2+1)) +...+ p^(n/2-1) * (1+p^(n/2+1)) + p^(n/2)
      = (1 + p + p^2 +...+ p^(n/2-1)) * (1+p^(n/2+1)) + p^(n/2);

   上式红色加粗的前半部分恰好就是原式的一半,依然递归求解

 

4:反复平方法计算幂次式p^n

   这是本题关键所在,求n次幂方法的好坏,决定了本题是否TLE。

   以p=2,n=8为例

   常规是通过连乘法求幂,即2^8=2*2*2*2*2*2*2*2

   这样做的要做8次乘法

 

   而反复平方法则不同,

   定义幂sq=1,再检查n是否大于0,

While,循环过程若发现n为奇数,则把此时的p值乘到sq

{

   n=8>0 ,把p自乘一次, p=p*p=4     ,n取半 n=4

   n=4>0 ,再把p自乘一次, p=p*p=16   ,n取半 n=2

n=2>0 ,再把p自乘一次, p=p*p=256  ,n取半 n=1,sq=sq*p

n=1>0 ,再把p自乘一次, p=p*p=256^2  ,n取半 n=0,弹出循环

}

则sq=256就是所求,显然反复平方法只做了3次乘法

鄙人代码如下:

#include <iostream>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include <queue>
#include <algorithm>
#include <stdlib.h>
#include <map>
#include <set>
#include <stdio.h>
using namespace std;
#define LL __int64
#define pi acos(-1.0)
const int mod=9901;
const int INF=0x3f3f3f3f;
const double eqs=1e-8;
LL p[1000], k[1000], cnt;
LL Pow(LL n, LL m)
{
        LL ans=1;
        while(m>0) {
                if(m&1)
                        ans=ans*n%mod;
                m>>= 1;
                n=n*n%mod;
        }
        return ans;
}
void split(LL a)
{
        cnt=0;
        memset(k,0,sizeof(k));
        for(int i=2; i*i<=a; i++) {
                if(a%i==0) {
                        p[cnt]=i;
                        while(a%i==0) {
                                k[cnt]++;
                                a/=i;
                        }
                        cnt++;
                }
        }
        if(a>1) {
                p[cnt]=a;
                k[cnt]=1;
                cnt++;
        }
}
LL sum(LL pp, LL kk)
{
        LL ans=0;
        if(!kk) return 1;
        if(kk==1) return pp;
        if(kk&1){
                ans=Pow(pp,kk);
        }
        ans+=(1+Pow(pp,kk>>1))*sum(pp,kk>>1)%mod;
        return ans%mod;
}
int main()
{
        LL a, b;
        LL ans;
        while(scanf("%I64d%I64d",&a,&b)!=EOF) {
                if(!a){
                        printf("0\n");
                        continue ;
                }
                if(!b){
                        printf("1\n");
                        continue ;
                }
                split(a);
                ans=1;
                for(int i=0; i<cnt; i++) {
                        ans*=(1+sum(p[i],k[i]*b))%mod;
                        ans%=mod;
                }
                printf("%I64d\n",ans);
        }
        return 0;
}



POJ 1845 Sumdiv (快速分解因式+快速幂取模)

标签:acm   c语言   算法   编程   数学   

原文地址:http://blog.csdn.net/scf0920/article/details/43055537

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