题目描述
Alice想要得到一个长度为 n 的序列,序列中的数都是不超过 m 的正整数,而且这 n 个数的和是 p 的倍数。
Alice还希望,这 n 个数中,至少有一个数是质数。
Alice想知道,有多少个序列满足她的要求。
数据范围
对于 100% 的数据, 1≤n≤109,1≤m≤2×107,1≤p≤100
题解
若没有质数的限制,考虑暴力 dp , fi,j 表示前 i 个数的和在模 p 下为 j 的方案数
则 fi,j+=fi−1,k×cnt(j−k+p)%p,其中 cnti 表示模 p 下为 i的数的个数
发现 p 很小,所以可以矩阵快速幂,发现是循环矩阵则可以优化,不用也可以
考虑质数的限制,则发现只要减去没有质数的情况即可,所以 cnt 减去质数的个数,再做一遍上述过程即可
效率: O(m+p2logn)
代码
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=105,P=20170408,M=2e7+5,Z=2e6+5;
int n,m,p,g[N],t,pr[Z],tp,mo[Z],ans;
bool F[M];struct O{int a[N];}s,f,V;
O C(O A,O B){
for (int i=0;i<p;i++){
V.a[i]=0;
for (int k=0;k<p;k++)
(V.a[i]+=1ll*A.a[k]*B.a[(i-k+p)%p]%P)%=P;
}
return V;
}
void work(){
for (int j=0;j<p;j++)
s.a[j]=0,f.a[j]=g[(p-j)%p];
s.a[0]=1;
for (int i=n;i;i>>=1,f=C(f,f))
if (i&1) s=C(s,f);
}
int main(){
scanf("%d%d%d",&n,&m,&p);g[t=(1%p)]++;
for (int i=2;i<=m;i++){
t++;if (t>=p) t-=p;g[t]++;
if (!F[i]) pr[++tp]=i,mo[tp]=t;
for (int j=1;j<=tp && pr[j]*i<=m;j++){
F[i*pr[j]]=1;
if (i%pr[j]==0) break;
}
}
work();ans=s.a[0];
for (int i=1;i<=tp;i++) g[mo[i]]--;
work();ans-=s.a[0];
printf("%d\n",(ans+P)%P);
return 0;
}