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实现LRU算法

    一.LRU算法简介 LRU(Least Recently Used)最近最久未使用算法 常见应用场景:内存管理中的页面置换算法.缓存淘汰中的淘汰策略等 二.实现理论 底层结构:双向链表 + HashM ...

  2. Linux系统下word转pdf,xls转pdf,ppt转pdf

    word转换pdf的技术方案,供参考.[doc/docx/ppt/pptx/xls/xlsx均支持转换]           本方案是Java结合shell命令完成,不同于以往的仅依赖java组件转换 ...

  3. 【深入浅出-JVM】(8):TLAB

    概念 TLAB(Thread Local Allocation Buffer)线程本地分配缓冲区(线程私有分配区,私有分配,公共查看),占用 Eden 区(缺省 Eden 的1%),默认开启,JVM ...

  4. SSAS 多维/表格设计模型--事实表与维表的关联

    表格设计模型中,同多维设计模型相似, 维表和事实表相互独立,通过关系数据库中的外键来联系,互相关联构成一个统一的架构. DB中外键是需要唯一性约束的,即A表某列建立主键或者唯一键后,B表才可以引用为外 ...

  5. kali linux上安装ssh

    1.暂停kali上的ssh进程 root@kali:~# sudo stop ssh 2.卸载ssh服务 root@kali:~# apt-get remove openssh-server 这里可能 ...

  6. 洛谷P2265 路边的水沟

    题目 题目背景 LYQ市有一个巨大的水沟网络,可以近似看成一个n*m的矩形网格,网格的每个格点都安装了闸门,我们将从水沟网络右下角的闸门到左上角的闸门的一条路径称为水流. 题目描述 现给定水沟网的长和 ...

  7. vijos P1911 珠心算测验

    #include<iostream> using namespace std; int main() { int n; int sum = 0; int num[200]; cin > ...

  8. 端口,OSI7层模型,TCP的三次握手和四次挥手,进度条

    1.端口: 端口是为了将同一个电脑上的不同程序进行隔离 IP是找电脑,端口是找电脑上的程序 MySQL是一个软件,帮助我们在硬盘上进行文件操作,默认端口是3306 Redis是一个软件,帮助我们在内存 ...

  9. bootstrap-treeview后台Json数据的封装及前台的显示

    1.bootStrap-treeview是我们常用的树形结构,页面风格也比较清新,但是后台数据的封装比较麻烦,经过研究终于解决,和大家分享一下. 2.前端代码如下 <script> var ...

  10. 黑羽压测 做 API接口功能测试

    做功能测试 黑羽压测 是一款性能测试工具,但是我们也可以使用它,很方便的做 API接口功能测试 . 点击下方链接,观看 讲解视频 https://www.bilibili.com/video/av60 ...