hdu 3221 Brute-force Algorithm (09上海区域赛)欧拉定理

 题目地址:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=3221

 思路 首先列出n比较小的一些,找到规律,指数就是fibonacci数列,也不难由函数递归的形式猜出。

 然后如果n<=33   int 范围内是放得下的, 可以直接快速幂。

但是如果n很大,(f[45] 就要超过int了)  这样就得用欧拉定理了 ,是用a和m不互素的那种,但是不可能存得下那么多数,所以我们基于线性递推数列,模上一个数后必然出现周期这样的结论,猜想会在不超过数组范围内出现周期(事实上为什么一定会在1000000内出现还是没有证明)。


代码:


#include<iostream>
#include<cmath>
#include<vector>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#define  N 1000000
using namespace std;

typedef long long inta;
int fi[40];
int prime[N+5];
vector<int>  primev;


int fi_mod[N+5];

void pre()
{
   fi[0]=1;
   fi[1]=1;
   for(int i=2;i<40;i++)
   {
      fi[i]=fi[i-1]+fi[i-2];
   }

   prime[0]=1;
   prime[1]=1;

   for(int i=2;i<=1000;i++)
     if(prime[i]==0)
   for(int j=i*i;j<=N;j+=i)
       prime[j]=1;

   for(int i=2;i<N;i++)
      if(prime[i]==0)    primev.push_back(i);
}


inta quick_mod(inta a,inta b,inta m)
{
   inta ans=1;
   while(b)
   {
      if(b&1)  ans=(ans*a)%m;
      a=(a*a)%m;
      b>>=1;
   }

   return ans;

}

inta fy(int m)
{
   if(prime[m]==0)  return m-1;

   int p_size=primev.size();

   inta ans=m;

   for(int i=0;i<p_size;i++)
   {
       if(primev[i]>m)  break;
       if(m%primev[i]==0)
       {
           ans/=primev[i];
           ans*=(primev[i]-1);
           while(m%primev[i]==0)  m/=primev[i];
       }
   }

   return ans;
}
int main()
{
  pre();

  inta a,b,n,p;
  int index=0;
  int cas;
  cin>>cas;
  while(cin>>a>>b>>p>>n)
  {
      printf("Case #%d: ",++index);
      if(n==1)
      {
         cout<<a%p<<endl;
      }
      else if(n==2)
      {
         cout<<b%p<<endl;
      }
      else if(n<=33)
      {

          inta aa=quick_mod(a,fi[n-3],p);
          inta bb=quick_mod(b,fi[n-2],p);
          cout<<aa*bb%p<<endl;
      }

      else
      {
       //  找到周期

          int fyp=fy(p);

          fi_mod[0]=1;
          fi_mod[1]=1;

          int i;

          for(i=2;i<N;i++)
          {
             if(i>2&&fi_mod[i-1]==1&&fi_mod[i-2]==1)   break;
             fi_mod[i]=(fi_mod[i-1]+fi_mod[i-2])%fyp;
          }

          int circle=i-2;

          inta aa=quick_mod(a,fi_mod[(n-3)%circle]+fyp,p);
          inta bb=quick_mod(b,fi_mod[(n-2)%circle]+fyp,p);
          cout<<(aa*bb)%p<<endl;

      }
  }


}


实际上,用矩阵乘法算fibonacci数列会好很多啊 不必去想它的周期是否存在。  

稍作修改  增加矩阵的快速幂

代码:

#include<iostream>
#include<cmath>
#include<vector>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#define  N 1000000
using namespace std;

typedef long long inta;
int fi[40];
int prime[N+5];
vector<int>  primev;


int fi_mod[N+5];

void pre()
{
   fi[0]=1;
   fi[1]=1;
   for(int i=2;i<40;i++)
   {
      fi[i]=fi[i-1]+fi[i-2];
   }

   prime[0]=1;
   prime[1]=1;

   for(int i=2;i<=1000;i++)
     if(prime[i]==0)
   for(int j=i*i;j<=N;j+=i)
       prime[j]=1;

   for(int i=2;i<N;i++)
      if(prime[i]==0)    primev.push_back(i);
}

inta fy(int m)
{
   if(prime[m]==0)  return m-1;

   int p_size=primev.size();

   inta ans=m;

   for(int i=0;i<p_size;i++)
   {
       if(primev[i]>m)  break;
       if(m%primev[i]==0)
       {
           ans/=primev[i];
           ans*=(primev[i]-1);
           while(m%primev[i]==0)  m/=primev[i];
       }
   }

   return ans;
}
inta quick_mod(inta a,inta b,inta m)
{
   inta ans=1;
   while(b)
   {
      if(b&1)  ans=(ans*a)%m;
      a=(a*a)%m;
      b>>=1;
   }

   return ans;

}
struct matrix
{
   inta m[2][2];
    matrix()
   {
       m[0][0]=1;
       m[1][1]=1;
       m[1][0]=0;
       m[0][1]=0;
   };

};

matrix multi(matrix a,matrix b,int mod)
{
    matrix  ans;
    for(int i=0;i<2;i++)
      for(int j=0;j<2;j++)
      {
          ans.m[i][j]=(a.m[i][0]*b.m[0][j]+a.m[i][1]*b.m[1][j])%mod;
      }

    return ans;
}

matrix  quick_mod(matrix a,int b,int mod )
{
    matrix ans;
    while(b)
    {
       if(b&1)  ans=multi(ans,a,mod);
       a=multi(a,a,mod);
       b>>=1;

    }

    return  ans;

}

int main()
{

  pre();

  inta a,b,n,p;
  int index=0;
  int cas;
  cin>>cas;
  while(cin>>a>>b>>p>>n)
  {
      printf("Case #%d: ",++index);
      if(n==1)
      {
         cout<<a%p<<endl;
      }
      else if(n==2)
      {
         cout<<b%p<<endl;
      }
//      else if(n<=33)
//      {
//
//          inta aa=quick_mod(a,fi[n-3],p);
//          inta bb=quick_mod(b,fi[n-2],p);
//          cout<<aa*bb%p<<endl;
//      }

      else
      {
       //  找到周期

          int fyp=fy(p);
          matrix A;
          A.m[0][0]=1;
          A.m[0][1]=1;
          A.m[1][0]=1;
          A.m[1][1]=0;

          A=quick_mod(A,n-3,fyp);

          int fn_2=A.m[0][0]+A.m[1][0];

          int fn_3=A.m[0][1]+A.m[1][1];

          inta aa=quick_mod(a,fn_3,p);
          inta bb=quick_mod(b,fn_2,p);

          cout<<aa*bb%p<<endl;


      }
  }


}



posted on 2013-10-06 02:00  814jingqi的ACM  阅读(124)  评论(0编辑  收藏  举报