2014年百度之星程序设计大赛 - 初赛(第一轮) hdu Grids (卡特兰数 大数除法取余 扩展gcd)

题目链接

分析:打表以后就能发现时卡特兰数, 但是有除法取余。

f[i] = f[i-1]*(4*i - 2)/(i+1);

看了一下网上的题解,照着题解写了下面的代码,不过还是不明白,为什么用扩展gcd, 不是用逆元吗。。

网上还有别人的解释,没看懂,贴一下:

(a / b) % m = ( a % (m*b)) / b

笔者注:鉴于ACM题目特别喜欢M=1000000007,为质数:

当gcd(b,m) = 1, 有性质: (a/b)%m = (a*b^-1)%m, 其中b^-1是b模m的逆元.

求出b相对于m的逆元b^(-1),即b*(b^(-1)) = 1 (mod m)。有b*b^(-1) - km = 1,其中k是一整数. 用Extended Euclid算法可以求出`b^(-1)。然后计算a*b^(-1) mod m = ( (a%m) * (b^(-1)%m ) % m; 其值与(a/b) mod m相同

推导:a/b = x (mod m) --两边同乘一个数--> a = bx (mod m) ---x=b^-1a-> a = (b^-1) ba (mod m)

再利用b^-1*b = 1(mod m) . 所以可以得出 x = b^-1*a是成立的。

所以 (a/b) mod m 的解与 (a*b^-1)%m的解是一样的。 而后着可以利用模对乘法的线性性

AC代码:

 #include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <algorithm>
#define LL __int64
using namespace std;
const int mo = + ;
const int maxn = + ;
LL f[maxn]; LL exgcd(LL a,LL b,LL &x,LL &y)
{
if(b==)
{
x=; y=; return a;
}
LL d = exgcd(b,a%b,x,y);
LL t=x;
x=y;
y=t-a/b*y;
return d;
}
void init()
{
int i;
LL x, y;
f[] = f[] = ;
for(i = ; i < maxn-; i++)
{
f[i] = f[i-]*(*i-)%mo;
exgcd(i+, mo, x, y);
f[i] = (f[i]*((x+mo)%mo))%mo;
}
}
int main()
{
int t, n, ca = ;
init();
scanf("%d", &t);
while(t--)
{
scanf("%d", &n);
printf("Case #%d:\n", ca++);
printf("%I64d\n", f[n]);
}
return ;
}

扩展gcd:

 //扩展 GCD
//求x, y使得gcd(a, b) = a * x + b * y; int extgcd(int a, int b, int & x, int & y)
{
if (b == ) { x=; y=; return a; }
int d = extgcd(b, a % b, x, y);
int t = x; x = y; y = t - a / b * y;
return d;
}
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