BZOJ4766:文艺计算姬(矩阵树定理)

Description

"奋战三星期，造台计算机"。小W响应号召，花了三星期造了台文艺计算姬。文艺计算姬比普通计算机有更多的艺术细胞。

普通计算机能计算一个带标号完全图的生成树个数，而文艺计算姬能计算一个带标号完全二分图的生成树个数。

更具体地，给定一个一边点数为n，另一边点数为m，共有n*m条边的带标号完全二分图K_{n,m}，计算姬能快速算出其生成树个数。

小W不知道计算姬算的对不对，你能帮助他吗？

Input

仅一行三个整数n,m,p，表示给出的完全二分图K_{n,m}

1 <= n,m,p <= 10^18

Output

仅一行一个整数，表示完全二分图K_{n,m}的生成树个数，答案需要模p。

Sample Input

2 3 7

Sample Output

5

Solution

首先先把(度数矩阵-邻接矩阵)搞出来，这里以样例为例。
$
\left\{
\begin{matrix}
3&0&-1&-1&-1\\
0&3&-1&-1&-1\\
-1&-1&2&0&0\\
-1&-1&0&2&0\\
-1&-1&0&0&2\\
\end{matrix}
\right\}
$
按照求矩阵树的方法随便删掉一行一列，这里删掉了最后一行和最后一列。
$
\left\{
\begin{matrix}
3&0&-1&-1\\
0&3&-1&-1\\
-1&-1&2&0\\
-1&-1&0&2\\
\end{matrix}
\right\}
$
把前$n-1$行和后$m-1$行都加到第$n$行
$
\left\{
\begin{matrix}
3&0&-1&-1\\
1&1&0&0\\
-1&-1&2&0\\
-1&-1&0&2\\
\end{matrix}
\right\}
$
用第$n$行的去加到后面$m-1$行上，把$-1$给消掉。
$
\left\{
\begin{matrix}
3&0&-1&-1\\
1&1&0&0\\
0&0&2&0\\
0&0&0&2\\
\end{matrix}
\right\}
$

这样的话这个矩阵的行列式显然就是$m^{n-1}n^{m-1}$了。
记得快速乘。

Code

 #include<cstdio>
 #define LL long long
 using namespace std;

 LL n,m,p;

 LL Mul(LL a,LL b)
 {
     LL tmp=a*b-(LL)((long double)a*b/p+0.1)*p;
     return tmp<?tmp+p:tmp;
 }

 LL Qpow(LL a,LL b)
 {
     LL ans=;
     while (b)
     {
         if (b&) ans=Mul(ans,a);
         a=Mul(a,a); b>>=;
     }
     return ans;
 }

 int main()
 {
     scanf("%lld%lld%lld",&n,&m,&p);
     printf("%lld",Mul(Qpow(n,m-),Qpow(m,n-)));
 }