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  • [SDOI2010]古代猪文

    题目背景

    “在那山的那边海的那边有一群小肥猪。他们活泼又聪明,他们调皮又灵敏。他们自由自在生活在那绿色的大草坪,他们善良勇敢相互都关心……”

    ——选自猪王国民歌

    很久很久以前,在山的那边海的那边的某片风水宝地曾经存在过一个猪王国。猪王国地理位置偏僻,实施的是适应当时社会的自给自足的庄园经济,很少与外界联系,商贸活动就更少了。因此也很少有其他动物知道这样一个王国。

    猪王国虽然不大,但是土地肥沃,屋舍俨然。如果一定要拿什么与之相比的话,那就只能是东晋陶渊明笔下的大家想象中的桃花源了。猪王勤政爱民,猪民安 居乐业,邻里和睦相处,国家秩序井然,经济欣欣向荣,社会和谐稳定。和谐的社会带给猪民们对工作火红的热情和对未来的粉色的憧憬。

    小猪iPig是猪王国的一个很普通的公民。小猪今年10岁了,在大肥猪学校上小学三年级。和大多数猪一样,他不是很聪明,因此经常遇到很多或者稀奇 古怪或者旁人看来轻而易举的事情令他大伤脑筋。小猪后来参加了全猪信息学奥林匹克竞赛(Pig Olympiad in Informatics, POI),取得了不错的名次,最终保送进入了猪王国大学(Pig Kingdom University, PKU)深造。

    现在的小猪已经能用计算机解决简单的问题了,比如能用P++语言编写程序计算出A + B的值。这个“成就”已经成为了他津津乐道的话题。当然,不明真相的同学们也开始对他刮目相看啦~

    小猪的故事就将从此展开,伴随大家两天时间,希望大家能够喜欢小猪。

    题目描述

    猪王国的文明源远流长,博大精深。

    iPig在大肥猪学校图书馆中查阅资料,得知远古时期猪文文字总个数为N。当然,一种语言如果字数很多,字典也相应会很大。当时的猪王国国王考虑到 如果修一本字典,规模有可能远远超过康熙字典,花费的猪力、物力将难以估量。故考虑再三没有进行这一项劳猪伤财之举。当然,猪王国的文字后来随着历史变迁 逐渐进行了简化,去掉了一些不常用的字。

    iPig打算研究古时某个朝代的猪文文字。根据相关文献记载,那个朝代流传的猪文文字恰好为远古时期的k分之一,其中k是N的一个正约数(可以是1和N)。不过具体是哪k分之一,以及k是多少,由于历史过于久远,已经无从考证了。

    iPig觉得只要符合文献,每一种能整除N的k都是有可能的。他打算考虑到所有可能的k。显然当k等于某个定值时,该朝的猪文文字个数为N / k。然而从N个文字中保留下N / k个的情况也是相当多的。iPig预计,如果所有可能的k的所有情况数加起来为P的话,那么他研究古代文字的代价将会是G的P次方。

    现在他想知道猪王国研究古代文字的代价是多少。由于iPig觉得这个数字可能是天文数字,所以你只需要告诉他答案除以999911659的余数就可以了。

    输入输出格式

    输入格式:

    输入文件ancient.in有且仅有一行:两个数N、G,用一个空格分开。

    输出格式:

    输出文件ancient.out有且仅有一行:一个数,表示答案除以999911659的余数。

    输入输出样例

    输入样例#1:
    4 2
    输出样例#1:
    2048

    说明

    数据规模

    10%的数据中,1 <= N <= 50;

    20%的数据中,1 <= N <= 1000;

    40%的数据中,1 <= N <= 100000;

    100%的数据中,1 <= G <= 1000000000,1 <= N <= 1000000000。

    题目大意:给定N,G,求

    这里写图片描述

    但是这里写图片描述的x会很大,以至于无法用存储

    这时要用到指数取模算法

    对于G^x,我们有

    这里写图片描述

    这里写图片描述

    下面给出证明

    因为Gμ(p)≡1  (mod p)

    我们令x=k*μ(p)+b

    那么Gx=(Gμ(p))^k*Gb

    因为(Gμ(p))^k≡1  (mod p)

    因为b=x%μ(p)=x%(p-1)

    所以Gx≡Gx%(p-1)   (mod p)

    所以对指数取模,模p-1就行了

    组合数取模用Lucas

    这里写图片描述

    这时有一个问题:p-1不是素数,不能用lucas和求逆元

    所以将p-1分解为4个素数,分别算出同余方程,再用中国剩余定理合并

    这里写出p-1的4个素数:

    999911658=2*3*4679*35617

     1 #include<iostream>
     2 #include<cstdio>
     3 #include<cstring>
     4 #include<algorithm>
     5 using namespace std;
     6 typedef long long ll;
     7 ll Mod=999911658;
     8 ll fac[100001],A[100001],cnt,ys[100001],n,g,pri[5],b[5],c[5],a[5];
     9 ll exgcd(ll a,ll b,ll &x,ll &y)
    10 {
    11   if (b==0)
    12     {
    13       x=1;y=0;
    14       return a;
    15     }
    16   ll d=exgcd(b,a%b,x,y);
    17   ll t=x;x=y;y=t-(a/b)*y;
    18   return d; 
    19 }
    20 ll rev(ll a,ll p)
    21 {
    22   ll x,y;
    23   exgcd(a,p,x,y);
    24   return (x%p+p)%p;
    25 }
    26 ll C(ll x,ll y,ll p)
    27 {
    28   if (x>y) return 0;
    29   if (x<p&&y<p) return (fac[y]*A[x]%p)*A[y-x]%p;
    30   return C(x%p,y%p,p)*C(x/p,y/p,p)%p;
    31 }
    32 ll qpow(ll x,ll y,ll p)
    33 {
    34   ll res=1;
    35   while (y)
    36     {
    37       if (y&1) res=res*x%p;
    38       x=x*x%p;
    39       y/=2;
    40     }
    41   return res;
    42 }
    43 ll cal(int p)
    44 {int i;
    45   fac[0]=1;
    46   for (i=1;i<p;i++)
    47     fac[i]=fac[i-1]*i%p;
    48   A[1]=1;A[0]=1;
    49   for (i=2;i<p;i++)
    50     A[i]=(p-p/i)*A[p%i]%p;
    51   for (i=1;i<p;i++)
    52     A[i]=A[i]*A[i-1]%p;
    53   ll s=0;
    54   for (i=1;i<=cnt;i++)
    55     {
    56       s+=C(ys[i],n,p);
    57       s%=p;
    58     }
    59   return s;
    60 }
    61 int main()
    62 {int i;
    63   cin>>n>>g;
    64   if (g==Mod+1)
    65     {
    66       cout<<0;
    67       return 0;
    68     }
    69   for (i=1;i*i<=n;i++)
    70       if (n%i==0)
    71     {
    72       if (i*i==n)
    73           ys[++cnt]=i;
    74       else 
    75         {
    76           ys[++cnt]=i;
    77           ys[++cnt]=n/i;
    78         }
    79     }
    80   pri[1]=2;pri[2]=3;pri[3]=4679;pri[4]=35617;
    81   for (i=1;i<=4;i++)
    82     b[i]=cal(pri[i]);
    83   for (i=1;i<=4;i++) 
    84     c[i]=Mod/pri[i];
    85   for (i=1;i<=4;i++)
    86     a[i]=rev(c[i],pri[i]);
    87   ll s=0;
    88   for (i=1;i<=4;i++)
    89     {
    90       s+=((c[i]*a[i]%Mod)*b[i])%Mod;
    91       s%=Mod;
    92     }
    93   printf("%lld
    ",qpow(g,s,Mod+1));
    94 }
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