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  • poj 1845 Sumdiv (数论)

    题目链接

    题意:求 A^B的所有约数之和对9901取模后的结果。

    分析:

    看了小优的博客写的。

     分析来自 http://blog.csdn.net/lyy289065406/article/details/6648539

    (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

    代码:

     1 #include <iostream>
     2 #include <cstring>
     3 #include <cstdlib>
     4 #include <cmath>
     5 #include <cstdio>
     6 #include <vector>
     7 #include <algorithm>
     8 #define LL long long
     9 using namespace std;
    10 const int maxn = 10000+10;
    11 const int mod = 9901;
    12 __int64 power(__int64 p, __int64 n)//反复平方法求(p^n)%mod 
    13 {
    14     __int64 sq = 1;
    15     while(n>0)
    16     {
    17         if(n&1) sq = (sq*p)%mod;
    18         n /= 2;
    19         p = p*p%mod;
    20     }
    21     return sq;
    22 }
    23 __int64 sum(__int64 p, __int64 n)//递归二分求 (1 + p + p^2 + p^3 +...+ p^n)%mod
    24 {
    25     if(n == 0) return 1;
    26     if(n%2)     //奇数二分式 (1 + p + p^2 +...+ p^(n/2)) * (1 + p^(n/2+1))
    27     return (sum(p, n/2)*(1+power(p, n/2+1)))%mod;
    28     else       //偶数二分式 (1 + p + p^2 +...+ p^(n/2-1)) * (1+p^(n/2+1)) + p^(n/2)  
    29     return (sum(p, n/2-1)*(1+power(p, n/2+1))+power(p, n/2))%mod;
    30 }
    31 int main()
    32 {
    33     int a, b, p[maxn], n[maxn], ans;
    34     while(cin>>a>>b)
    35     {
    36         int i, k = 0;
    37         for(i = 2; i*i <= a;) //分解整数a,常规情况,根号法+递归法
    38         {
    39             if(a%i == 0)
    40             {
    41                 p[k] = i; n[k] = 0; //p[]代表分解的第k个质数是几,n[]表示第k个质数有多少个
    42                 while(!(a%i))
    43                 {
    44                     n[k]++;
    45                     a /= i;
    46                 }
    47                 k++;
    48             }
    49             if(i==2) i++;
    50             else i += 2; //节省时间
    51         }
    52         if(a!=1) //特殊情况,a为质数。
    53         {
    54             p[k] = a;
    55             n[k++] = 1;
    56         }
    57         ans = 1;
    58         for(i = 0; i < k; i++)
    59         ans = (ans*(sum(p[i], n[i]*b))%mod)%mod; //看分析的公式
    60         cout<<ans<<endl;
    61     }
    62     return 0;
    63 }
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/bfshm/p/3869206.html
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