[BZOJ1220][POJ1091][HNOI2002]跳蚤

[BZOJ1220][POJ1091][HNOI2002]跳蚤

试题描述

Z城市居住着很多只跳蚤。在Z城市周六生活频道有一个娱乐节目。一只跳蚤将被请上一个高空钢丝的正中央。钢丝很长，可以看作是无限长。节目主持人会给该跳蚤发一张卡片。卡片上写有N+1个自然数。其中最后一个是M，而前N个数都不超过M，卡片上允许有相同的数字。跳蚤每次可以从卡片上任意选择一个自然数S，然后向左，或向右跳S个单位长度。而他最终的任务是跳到距离他左边一个单位长度的地方，并捡起位于那里的礼物。比如当N=2，M=18时，持有卡片(10, 15, 18)的跳蚤，就可以完成任务：他可以先向左跳10个单位长度，然后再连向左跳3次，每次15个单位长度，最后再向右连跳3次，每次18个单位长度。而持有卡片(12, 15, 18)的跳蚤，则怎么也不可能跳到距他左边一个单位长度的地方。当确定N和M后，显然一共有MN张不同的卡片。现在的问题是，在这所有的卡片中，有多少张可以完成任务。

输入

输入文件有且仅有一行，包括用空格分开的两个整数N和M。

输出

输出文件有且仅有一行，即可以完成任务的卡片数。 1≤M≤10^8，1≤N≤M，且M^N≤10^16。（注意：这个数据范围是错的，此题需要高精度。）

输入示例

输出示例

数据规模及约定

此题需要高精度！（POJ 上的不用，HNOI2002 原题也不用）

题解

其实就是找 N+1 个数互质的方案数，注意到最后一个数是固定的 M，所以可以给它分解质因数，然后容斥一下。M^N - 前 N 个数中含有 1 个 M 的质因子的方案数 + 前 N 个数中含有 2 个 M 的质因子的方案数 - ... = ans

最后贴一个高精度模板，搞定。

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <stack>
#include <vector>
#include <queue>
#include <cstring>
#include <string>
#include <map>
#include <set>
using namespace std;

const int BufferSize = 1 << 16;
char buffer[BufferSize], *Head, *Tail;
inline char Getchar() {
    if(Head == Tail) {
        int l = fread(buffer, 1, BufferSize, stdin);
        Tail = (Head = buffer) + l;
    }
    return *Head++;
}
int read() {
    int x = 0, f = 1; char c = getchar();
    while(!isdigit(c)){ if(c == '-') f = -1; c = getchar(); }
    while(isdigit(c)){ x = x * 10 + c - '0'; c = getchar(); }
    return x * f;
}

#define MAXN 1000+10
struct bign
{
    int len, s[MAXN];
    bign ()
    {
        memset(s, 0, sizeof(s));
        len = 1;
    }
    bign (int num) { *this = num; }
    bign (const char *num) { *this = num; }
    bign operator = (const int num)
    {
        char s[MAXN];
        sprintf(s, "%d", num);
        *this = s;
        return *this;
    }
    bign operator = (const char *num)
    {
        for(int i = 0; num[i] == '0'; num++) ;  //去前导0
        len = strlen(num);
        for(int i = 0; i < len; i++) s[i] = num[len-i-1] - '0';
        return *this;
    }
    bign operator + (const bign &b) const //+
    {
        bign c;
        c.len = 0;
        for(int i = 0, g = 0; g || i < max(len, b.len); i++)
        {
            int x = g;
            if(i < len) x += s[i];
            if(i < b.len) x += b.s[i];
            c.s[c.len++] = x % 10;
            g = x / 10;
        }
        return c;
    }
    bign operator += (const bign &b)
    {
        *this = *this + b;
        return *this;
    }
    void clean()
    {
        while(len > 1 && !s[len-1]) len--;
    }
    bign operator * (const bign &b) //*
    {
        bign c;
        c.len = len + b.len;
        for(int i = 0; i < len; i++)
        {
            for(int j = 0; j < b.len; j++)
            {
                c.s[i+j] += s[i] * b.s[j];
            }
        }
        for(int i = 0; i < c.len; i++)
        {
            c.s[i+1] += c.s[i]/10;
            c.s[i] %= 10;
        }
        c.clean();
        return c;
    }
    bign operator *= (const bign &b)
    {
        *this = *this * b;
        return *this;
    }
    bign operator - (const bign &b)
    {
        bign c;
        c.len = 0;
        for(int i = 0, g = 0; i < len; i++)
        {
            int x = s[i] - g;
            if(i < b.len) x -= b.s[i];
            if(x >= 0) g = 0;
            else
            {
                g = 1;
                x += 10;
            }
            c.s[c.len++] = x;
        }
        c.clean();
        return c;
    }
    bign operator -= (const bign &b)
    {
        *this = *this - b;
        return *this;
    }
    bign operator / (const bign &b)
    {
        bign c, f = 0;
        for(int i = len-1; i >= 0; i--)
        {
            f = f*10;
            f.s[0] = s[i];
            while(f >= b)
            {
                f -= b;
                c.s[i]++;
            }
        }
        c.len = len;
        c.clean();
        return c;
    }
    bign operator /= (const bign &b)
    {
        *this  = *this / b;
        return *this;
    }
    bign operator % (const bign &b)
    {
        bign r = *this / b;
        r = *this - r*b;
        return r;
    }
    bign operator %= (const bign &b)
    {
        *this = *this % b;
        return *this;
    }
    bool operator < (const bign &b)
    {
        if(len != b.len) return len < b.len;
        for(int i = len-1; i >= 0; i--)
        {
            if(s[i] != b.s[i]) return s[i] < b.s[i];
        }
        return false;
    }
    bool operator > (const bign &b)
    {
        if(len != b.len) return len > b.len;
        for(int i = len-1; i >= 0; i--)
        {
            if(s[i] != b.s[i]) return s[i] > b.s[i];
        }
        return false;
    }
    bool operator == (const bign &b)
    {
        return !(*this > b) && !(*this < b);
    }
    bool operator != (const bign &b)
    {
        return !(*this == b);
    }
    bool operator <= (const bign &b)
    {
        return *this < b || *this == b;
    }
    bool operator >= (const bign &b)
    {
        return *this > b || *this == b;
    }
    string str() const
    {
        string res = "";
        for(int i = 0; i < len; i++) res = char(s[i]+'0') + res;
        return res;
    }
};

istream& operator >> (istream &in, bign &x)
{
    string s;
    in >> s;
    x = s.c_str();
    return in;
}  

ostream& operator << (ostream &out, const bign &x)
{
    out << x.str();
    return out;
}

#define maxn 50
#define LL bign
int n, m;

int prime[maxn], cnt;
void getprime(int x) {
	int t = sqrt(x + .5);
	for(int i = 2; i <= t; i++) if(x % i == 0) {
		prime[++cnt] = i;
		while(x % i == 0) x /= i;
	}
	if(x > 1) prime[++cnt] = x;
	return ;
}

LL Pow(LL a, int b) {
	LL ans = 1, t = a;
	while(b) {
		if(b & 1) ans *= t;
		t *= t; b >>= 1;
	}
	return ans;
}

int main() {
	n = read(); m = read();

	getprime(m);
	LL ans = Pow(m, n);
	int all = (1 << cnt) - 1;
	for(int i = 1; i <= all; i++) {
		int tmp = 1; int c = 0;
		for(int j = 1; j <= cnt; j++) if(i >> j - 1 & 1) tmp *= prime[j], c++;
		LL tt = Pow(m / tmp, n);
		if(c & 1) ans -= tt; else ans += tt;
	}

	cout << ans << endl;

	return 0;
}