POJ1845-Sumdiv

转载请注明出处:優YoU  http://user.qzone.qq.com/289065406/blog/1309237394

 

大致题意:

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)

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: 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 ,记录2出现的次数+1A/=2

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.
      
 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,:
      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

   p=2n=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=1sq=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

}

sq=256就是所求,显然反复平方法只做了3次乘法

 

 1 //Memory Time 
2 //336K 0MS
3
4 #include<iostream>
5 using namespace std;
6
7 const int size=10000;
8 const int mod=9901;
9
10 __int64 sum(__int64 p,__int64 n); //递归二分求 (1 + p + p^2 + p^3 +...+ p^n)%mod
11 __int64 power(__int64 p,__int64 n); //反复平方法求 (p^n)%mod
12
13 int main(void)
14 {
15 int A,B;
16 int p[size];//A的分解式,p[i]^n[i]
17 int n[size];
18
19 while(cin>>A>>B)
20 {
21 int i,k=0; //p,n指针
22
23 /*常规做法:分解整数A (A为非质数)*/
24 for(i=2;i*i<=A;) //根号法+递归法
25 {
26 if(A%i==0)
27 {
28 p[k]=i;
29 n[k]=0;
30 while(!(A%i))
31 {
32 n[k]++;
33 A/=i;
34 }
35 k++;
36 }
37 if(i==2) //奇偶法
38 i++;
39 else
40 i+=2;
41 }
42 /*特殊判定:分解整数A (A为质数)*/
43 if(A!=1)
44 {
45 p[k]=A;
46 n[k++]=1;
47 }
48
49 int ans=1; //约数和
50 for(i=0;i<k;i++)
51 ans=(ans*(sum(p[i],n[i]*B)%mod))%mod; //n[i]*B可能会超过int,因此用__int64
52
53 cout<<ans<<endl;
54 }
55 return 0;
56 }
57
58 __int64 sum(__int64 p,__int64 n) //递归二分求 (1 + p + p^2 + p^3 +...+ p^n)%mod
59 { //奇数二分式 (1 + p + p^2 +...+ p^(n/2)) * (1 + p^(n/2+1))
60 if(n==0) //偶数二分式 (1 + p + p^2 +...+ p^(n/2-1)) * (1+p^(n/2+1)) + p^(n/2)
61 return 1;
62 if(n%2) //n为奇数,
63 return (sum(p,n/2)*(1+power(p,n/2+1)))%mod;
64 else //n为偶数
65 return (sum(p,n/2-1)*(1+power(p,n/2+1))+power(p,n/2))%mod;
66 }
67
68 __int64 power(__int64 p,__int64 n) //反复平方法求(p^n)%mod
69 {
70 __int64 sq=1;
71 while(n>0)
72 {
73 if(n%2)
74 sq=(sq*p)%mod;
75 n/=2;
76 p=p*p%mod;
77 }
78 return sq;
79 }

posted on 2011-07-31 16:30  小優YoU  阅读(541)  评论(0编辑  收藏  举报

导航