【数学】[BZOJ 3884] 上帝与集合的正确用法


 

Description

根据一些书上的记载,上帝的一次失败的创世经历是这样的:
第一天, 上帝创造了一个世界的基本元素,称做“元”。
第二天, 上帝创造了一个新的元素,称作“α”。“α”被定义为“元”构成的集合。容易发现,一共有两种不同的“α”。
第三天, 上帝又创造了一个新的元素,称作“β”。“β”被定义为“α”构成的集合。容易发现,一共有四种不同的“β”。
第四天, 上帝创造了新的元素“γ”,“γ”被定义为“β”的集合。显然,一共会有16种不同的“γ”。
如果按照这样下去,上帝创造的第四种元素将会有65536种,第五种元素将会有2^65536种。这将会是一个天文数字。
然而,上帝并没有预料到元素种类数的增长是如此的迅速。他想要让世界的元素丰富起来,因此,日复一日,年复一年,他重复地创造着新的元素……
然而不久,当上帝创造出最后一种元素“θ”时,他发现这世界的元素实在是太多了,以致于世界的容量不足,无法承受。因此在这一天,上帝毁灭了世界。
至今,上帝仍记得那次失败的创世经历,现在他想问问你,他最后一次创造的元素“θ”一共有多少种?
上帝觉得这个数字可能过于巨大而无法表示出来,因此你只需要回答这个数对p取模后的值即可。
你可以认为上帝从“α”到“θ”一共创造了10^9次元素,或10^18次,或者干脆∞次。
 
一句话题意:

Input

接下来T行,每行一个正整数p,代表你需要取模的值

Output

T行,每行一个正整数,为答案对p取模后的值

  第一感觉:不可做- -。
  此题十分有趣,请大家在仔细思考后再看题解- -。
  这题有两种做法。。
  1.出题人的做法:http://blog.csdn.net/popoqqq/article/details/43951401
  2.另一位机智神牛的做法:我们知道,

   但是p与2不一定互质,所以我们可以化成下面的形式。

  

  设f(p)=

  那么我们可以得到一个不断递推的公式f(p)=2^(f(phi(p))+phi(p))%p.边界:p=1,f(p)=0.

  证明算法复杂度如下:

  若p为偶数,则ϕ(p)p2
  若p为奇数,则p存在一个奇数因子q,使得ϕ(p)存在一个偶数因子(q1),转化为偶数的情况。 
  由此可知,ϕ(ϕ(...ϕ(p)))的计算经过O(logp)次的迭代就到了1,所以f(p)的计算是O(p√logp)的。(部分思(dai)想(ma)选自http://blog.csdn.net/skywalkert/article/details/43955611)

  第二种方法的代码。。

  

 1 #include<cstdio>
 2 #include<cstring>
 3 #include<cmath>
 4 #include<algorithm>
 5 
 6 #define ll long long 
 7 using namespace std;
 8 
 9 int mod,num[10000001];
10 
11 int Qvod(int k,int mo)
12 {
13     ll ans=1,x=2;
14     while(k!=0)
15     {
16         if(k&1)ans=ans*x%mo;
17         x=x*x%mo;
18         k>>=1;
19     }
20     return ans;
21 }
22 
23 int phi(int x)
24 {
25     int ans=x,aa=x;
26     for(int i=2;i<=sqrt(ans);i++)if(x%i==0){
27         while(x%i==0)x/=i;
28         aa=(ll)aa*(i-1)/i;
29     }
30     if(x!=1)aa=(ll)aa*(x-1)/x;
31     return aa;
32 }
33 
34 int f(int x)
35 {
36     if(x==1)return 0;
37     if(num[x])
38         return num[x];
39     int sb=phi(x);
40     num[x]=Qvod(f(sb)+sb,x);
41     return num[x];
42 }
43        
44 int main()
45 {
46     int T;
47     scanf("%d",&T);
48     while(T--)
49     {
50         scanf("%d",&mod);
51         printf("%d
",f(mod));
52     }
53     return 0;
54 }
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原文地址:https://www.cnblogs.com/tuigou/p/4630370.html