拓展Lucas小结

拓展Lucas是解决大组合数取模非质数(尤其是含平方因子的合数)问题的有力工具...

首先对模数质因数分解,把每个质因子单独拎出来处理答案,然后用中国剩余定理(excrt)合并

问题转化为,对于每个质因子p,求$C_{n}^{m}(mod;p^k)$

把$C_{n}^{m}$展开成$frac{n!}{m!(n-m)!}$,发现上下的阶乘里,都可能有质因子p,把它们从阶乘里提取出来,额外求出$n!$里p的数量,减掉$m!$和$(n-m)!$里p的数量,再乘回答案里

剩余的部分就是$n!$,$m!$和$(n-m)!$去掉p的部分,因为它们都关于模数$p^k$互质,除以$m!$和$(n-m)!$就可以用exgcd求逆元了

现在剩余的任务就是处理$n!$去掉所有p的剩余部分

比如n=19,p=3,k=2时

剩余$1*2*4*5*7*8*10*11*13*14*16*17*19(mod;3^2)$

略微变形成$(1*2*4*5*7*8)*(10*11*13*14*16*17)*19(mod;3^2)$

发现它竟然是一个又一个循环节,循环节长度为$p^k$,而且每一个循环节都是同模的,所以计算出一个循环节的答案,再用快速幂求得所有循环节相乘的答案

对于每个循环节,递归求解即可

每次计算还会剩余长度小于循环节一小段,因为它长度小于$p^k$,暴力计算就行了

最后合并每个质因子的答案即可模数

时间非常玄学,由出题人的毒瘤程度模数决定

代码好长啊

 1 namespace exlucas{
 2 ll ans=0,M=1;
 3 ll son[10],pw[10];
 4 int num;
 5 int excrt_ins(ll A,ll B)
 6 {
 7     ll a=A,b=B,c=(a-ans%b+b)%b,x,y;
 8     ll g=exgcd(M,b,x,y);ll bg=b/g;
 9     if(c%g!=0) return -1;
10     //x=x*(c/g)%bg;
11     x=qmul(x,c/g,bg);
12     ans+=x*M,M*=bg,ans=(ans%M+M)%M;
13     return 1;
14 }
15 ll get_mul(ll n,ll p,ll &sum,const ll &mo,int type)
16 {
17     if(n==0) return 1;
18     ll ans=1;
19     for(int i=2;i<=min(n,mo);i++)
20         if(i%p) ans=ans*i%mo;
21     ans=qpow(ans,n/mo,mo);
22     for(int i=2;i<=n%mo;i++)
23         if(i%p) ans=ans*i%mo;
24     sum+=1ll*(n/p)*type;
25     return ans*get_mul(n/p,p,sum,mo,type)%mo;
26 }
27 ll get_C(ll n,ll m,ll p,const ll &mo)
28 {
29     if(m>n) return 0;
30     ll sum=0;ll y;
31     ll nn=get_mul(n,p,sum,mo,1);
32     ll mm=get_mul(m,p,sum,mo,-1);
33     ll nm=get_mul(n-m,p,sum,mo,-1);
34     exgcd(mm,mo,mm,y);
35     mm=(mm%mo+mo)%mo;
36     exgcd(nm,mo,nm,y);
37     nm=(nm%mo+mo)%mo;
38     return nn*mm%mo*nm%mo*qpow(p,sum,mo)%mo;
39 }
40 ll C(ll n,ll m,const ll &mo)
41 {
42     if(m>n) return 0;
43     ll ret=0;
44     for(int i=0;i<num;i++){
45         ll val=get_C(n,m,son[i],pw[i]);
46         excrt_ins(val,pw[i]);
47     }
48     ret=ans,M=1,ans=0;
49     return ret;
50 }
51 };
原文地址:https://www.cnblogs.com/guapisolo/p/9891409.html