Lucas定理及组合数取模
首先給出這個Lucas定理:
A、B是非負整數,p是質數。AB寫成p進制:A=a[n]a[n-1]...a[0],B=b[n]b[n-1]...b[0]。
則組合數C(A,B)與C(a[n],b[n])*C(a[n-1],b[n-1])*...*C(a[0],b[0])??modp同余
即:Lucas(n,m,p)=c(n%p,m%p)*Lucas(n/p,m/p,p)?
這個定理的證明不是很簡單,我一直想找個很好的張明,但是,沒找到,昨天看到了一個解題報告,基本上可以說明白這個Lucas定理是怎么回事了,具體的是說: 以求解n! % p為例,把n分段,每p個一段,每一段求的結果是一樣的。但是需要單獨處理每一段的末尾p, 2p, ...,把p提取出來,會發(fā)現剩下的數正好又是(n / p)!,相當于劃歸成了一個子問題,這樣遞歸求解即可。
這個是單獨處理n!的情況,當然C(n,m)就是n!/(m!*(n-m)!),每一個階乘都用上面的方法處理的話,就是Lucas定理了,注意這兒的p是素數是有必要的。
貼一個例題的代碼,方便以后看。
hdu 3037
將不大于m顆種子存放在n顆樹中,問有多少種存法。
首先是不大于m顆種子,我沒可以認為少于m的那些種子存放在了第n+1顆樹上,這樣的話,問題就轉化成了將m顆種子存放在n+1顆樹上的方案數。ok這個是組合數學里面的公式,亦即插板法,也就是X1+X2+X3+……+Xn+1 = m;ok,答案是C(n+m,m);
然后就是上面說的Lucas定理解決大組合數問題了
#include <iostream> #include <string.h> #include <stdio.h> using namespace std;#define N 100010long long mod_pow(int a,int n,int p) {long long ret=1;long long A=a;while(n){if (n & 1)ret=(ret*A)%p;A=(A*A)%p;n>>=1;}return ret; }long long factorial[N];void init(long long p) {factorial[0] = 1;for(int i = 1;i <= p;i++)factorial[i] = factorial[i-1]*i%p;//for(int i = 0;i < p;i++)//ni[i] = mod_pow(factorial[i],p-2,p); }long long Lucas(long long a,long long k,long long p) //求C(n,m)%p p最大為10^5。a,b可以很大! {long long re = 1;while(a && k){long long aa = a%p;long long bb = k%p;if(aa < bb) return 0; //這個是最后的改動!re = re*factorial[aa]*mod_pow(factorial[bb]*factorial[aa-bb]%p,p-2,p)%p;//這兒的求逆不可先處理a /= p;k /= p;}return re; }int main() {int t;cin >> t;while(t--){long long n,m,p;cin >> n >> m >> p;init(p);cout << Lucas(n+m,m,p) << "\n";}return 0; }
//以上為前幾屆學長的lucas相關總結,在此基礎上,做了少許的修改。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Lucas定理及组合数取模的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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