Necklace of Beads

Description

Beads of red, blue or green colors are connected together into a circular necklace of n beads ( n < 24 ). If the repetitions that are produced by rotation around the center of the circular necklace or reflection to the axis of symmetry are all neglected, how many different forms of the necklace are there?

Input

The input has several lines, and each line contains the input data n.

-1 denotes the end of the input file.

Output

The output should contain the output data: Number of different forms, in each line correspondent to the input data.

Sample Input

4

5

-1

Sample Output

21

39

Solution

polya定理模板题

设\(\overline{G}\)是n个对象的一个置换群, 用m种颜色染图这n个对象,则不同的染色方案数为:

\[L=\frac{1}{|\overline{G}|}[m^{c(\overline{p_1)}}+m^{c(\overline{p_2)}}+...+m^{c(\overline{p_g)}}]
\]

其中 \(\overline{G}=\{\overline{p_1},\overline{p_2},...,\overline{p_g}\}\), \(c(\overline{p_k})\)为 \(\overline{p_k}\) 的循环节数(阶)

如对于n=4:

单位元:仅有(1)(2)(3)(4)一种情况,\((1)^4*1\)

考虑旋转\(\pm90^\circ\),有\((1234)^1\),\((1432)^1\)两种情况,\((4)^1*2\)

考虑旋转\(180^\circ\),有(13)(24)一种情况,\((2)^2*1\)

考虑以两个对立顶点为轴翻转,有(1)(3)(24),(2)(4)(13)两种情况,\((1)^2(2)^1*2\)

考虑以一不经过任一顶点但平分多边形的直径翻转,有(12)(34),(13)(24)两种情况,\((2)^2*2\)

所以答案为$$\frac{34+312+32+332+3^2*2}{1+2+1+2+2}=21$$


  • 考虑旋转,对于\(n\)个球的环旋转\(i\)个球的循环节的个数为\(gcd(n,i)\),这一部分快速幂求和

  • 考虑奇数的翻转,每次选择一个顶点作对称轴翻转,循环节数为\(\frac{n+1}{2}\)(自身不动,剩余两两交换),一共n种选择

  • 考虑偶数的翻转,可选对顶的两顶点作为对称轴旋转,循环节数为\(\frac{n+2}{2}\),(两顶点不动,剩余两两交换),\(\frac{n}{2}种选择\),选择无顶点的对称轴翻转,循环节数为\(\frac{n}{2}\)(全部两两交换),\(\frac{n}{2}\)种选择

#include <algorithm>
#include <cctype>
#include <cmath>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <iostream>
#include <map>
#include <queue>
#include <set>
#include <stack>
#if __cplusplus >= 201103L
#include <unordered_map>
#include <unordered_set>
#endif
#include <vector>
#define lson rt << 1, l, mid
#define rson rt << 1 | 1, mid + 1, r
#define LONG_LONG_MAX 9223372036854775807LL
#define ll LL
using namespace std;
typedef long long ll;
typedef long double ld;
typedef unsigned long long ull;
typedef pair<int, int> P;
int n, m, k;
const int maxn = 1e5 + 10;
ll qpow(ll a, ll n)
{
ll res = 1;
while (n)
{
if (n & 1)
res *= a;
a *= a;
n >>= 1;
}
return res;
}
ll gcd(ll a, ll b) { return !b ? a : gcd(b, a % b); }
ll solve()
{
ll res = 0;
if (!n)
return res;
for (int i = 1; i <= n; i++)
{
res += qpow(3, gcd(n, i));
}
if (n & 1)
{
res += (ll)n * qpow(3, (n + 1) / 2);
}
else
{
res += (ll)(n / 2) * qpow(3, (n + 2) / 2);
res += (ll)(n / 2) * qpow(3, n / 2);
}
return res / (2 * n);
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
#ifndef ONLINE_JUDGE
freopen("in.txt", "r", stdin);
freopen("out.txt", "w", stdout);
#endif
ios::sync_with_stdio(false);
cin.tie(0);
cout.tie(0);
while (cin >> n && n != -1)
{
cout << solve() << '\n';
}
return 0;
}

poj 1286 polya定理的更多相关文章

  1. POJ 1286 Pólya定理

    Necklace of Beads Time Limit: 1000MS   Memory Limit: 10000K Total Submissions: 9162   Accepted: 3786 ...

  2. poj 2409(polya定理模板)

    题意:给你n种颜色和m个小球,问你有多少种不同的方案! 分析:作为模板.. 代码实现: #include <iostream> #include <cstdio> #inclu ...

  3. poj 1286 Necklace of Beads &amp; poj 2409 Let it Bead(初涉polya定理)

    http://poj.org/problem?id=1286 题意:有红.绿.蓝三种颜色的n个珠子.要把它们构成一个项链,问有多少种不同的方法.旋转和翻转后同样的属于同一种方法. polya计数. 搜 ...

  4. POJ 1286 Necklace of Beads(Polya定理)

    点我看题目 题意 :给你3个颜色的n个珠子,能组成多少不同形式的项链. 思路 :这个题分类就是polya定理,这个定理看起来真的是很麻烦啊T_T.......看了有个人写的不错: Polya定理: ( ...

  5. POJ 2409 Let it Bead(Polya定理)

    点我看题目 题意 :给你c种颜色的n个珠子,问你可以组成多少种形式. 思路 :polya定理的应用,与1286差不多一样,代码一改就可以交....POJ 1286题解 #include <std ...

  6. POJ 2409 Let it Bead:置换群 Polya定理

    题目链接:http://poj.org/problem?id=2409 题意: 有一串n个珠子穿起来的项链,你有k种颜色来给每一个珠子染色. 问你染色后有多少种不同的项链. 注:“不同”的概念是指无论 ...

  7. POJ 1286 【POLYA】

    题意: 给你三种颜色的珠子,每次给你N,问在旋转,翻转之后视作相同的情况下,能组成多少种不同的项链. 思路: 让我们借这道题拯救一下我对POLYA定理的理解... sigma(m^(gcd(i,n)) ...

  8. poj 1286 Necklace of Beads (polya(旋转+翻转)+模板)

      Description Beads of red, blue or green colors are connected together into a circular necklace of ...

  9. POJ 2409 Let it Bead (Polya定理)

    题意 用k种颜色对n个珠子构成的环上色,旋转翻转后相同的只算一种,求不等价的着色方案数. 思路 Polya定理 X是对象集合{1, 2, --, n}, 设G是X上的置换群,用M种颜色染N种对象,则不 ...

随机推荐

  1. Java学习笔记之---API的应用

    Java学习笔记之---API的应用 (一)Object类 java.lang.Object 类 Object 是类层次结构的根类.每个类都使用 Object 作为超类.所有对象(包括数组)都实现这个 ...

  2. 让Redis突破内存大小的限制

    Redis虽然可以实现持久化存储,也是基于数据内存模型的基础之上,单机内存大小限制着Redis存储的数据量,有没有一种替代方案呢?本文介绍一款笔者使用的采用New BSD License 许可协议的软 ...

  3. cookie、sessionSttorage、localStory区别

    cookie.sessionSttorage.localStory都是在客户端以键值对存储的存储机制,并且只能将值存储为字符   cookie localStorage  sessionStorage ...

  4. 一些ServiceFabric、Orleans、Asp.net Aore的例子

    Sample: ServiceFabric + Orleans + Asp.net Core : Asp.net Core 142 samples for ASP.NET Core 2.1 funda ...

  5. 打开pycharm,提示invalid Log Path【已解决】

     问题:打开pycharm,提示invalid Log Path 解决: 网上其他方法都说重装,这个成本有点高,所以我不去尝试. 因为我下载的是免安装版,所以使用时生成的文件是后来才生成的,所以我尝试 ...

  6. 洛谷P3275 [SCOI2011]糖果 题解

    题目链接: https://www.luogu.org/problemnew/show/P3275 分析: 本题就是一个裸的差分约束. 核心: x=1x=1x=1时,a=b,a−>b,b−> ...

  7. cordova把我搞晕了

    天啦,搞了几十次,这次求你成功好吗?

  8. php curl问题汇总

    0. curl是个什么东西 复制代码代码如下: PHP supports libcurl, a library created by Daniel Stenberg, that allows you ...

  9. php laravel5.6引入geetest 行为验证

    php laravel5.6引入geetest 行为验证 使用必要性 网站和APP,在所有可能被机器行为攻击的场景,例如但不限于注册.登录.短信接口.查询接口.营销活动.发帖评论等等,都可以部署使用「 ...

  10. Sublime 常用插件及配置

    一.把 tab 键修改转换成4个空格 1. 在菜单里选择 Preferences --> Settings 2. 在弹出来的设置面板选择右侧 --User,添加两行代码: "trans ...