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排列组合(卢卡斯定理)

作者:互联网

终终终.......于要对组合数学下手了

我们来看一下这个 C_{a}^{b}(在a个苹果中选出b个苹果)

 根据以上两种情况:

我们可以得到这个递推式:C_a^b = C_{a-1}^b + C_{a-1}^{b-1}

我们知道C_a^{0} = 1,那么任何一个C_{a}^{b}都可以由更小的C_{a}^{b}递推出来,直接上代码:

void init()
{
    for (int i =0; i < N; i ++ )
    {
        for (int j = 0; j <= i; j ++ )
        {
            if(!j)c[i][j] = 1;
            else c[i][j] = (c[i-1][j] + c[i-1][j-1])% mod;
        }
    }
}

第二种算法:

C_a^b =\frac{a(a-1)....(a-b+1)}{b(b-1)......1}= \frac{a!}{b!(a-b)!}没错这就是官方公式

我们直接从公式下手,除法的话,我们用快速幂求逆元变成乘法来做。

上代码:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

typedef long long LL;
const int N = 100010,mod = 6662333;

//求逆元
int qmi(int a,int b,int p)
{
    int res = 1;
    while(b)
    {
        if(b&1)res = (LL)res * a %p;
        a = (LL)a * a % p;
        b>>=1;
    }
    return res;
}
LL n;
int res=1;
int main()
{
    int a,b;
    scanf("%d%d",&a,&b);
    
    for(int i=1,j=a;i<=b;i++,j--)
    {
        res = (LL)res * j % mod;
        res = (LL)res * qmi(i,mod-2,mod) % mod;
    }
    printf("%d\n",res);
    return 0;
}

洛谷题:https://www.luogu.com.cn/problem/P3807

接下来我们的主角来了----卢卡斯定理(lucas)。

lucas定理C_a^b \equiv C_{amodp}^{bmodp}*C_{a/p}^{b/p}(mod p)(p 是质数)

Lucas 定理专门用来求解大组合数取模的问题,但是模数必须为素数。

 根据公式可以发现C_{amodp}^{bmodp} 中  a mod p 和 b mod p 一定是小于p的,所以我们可以根据之前求组合数的算法来求,后半部分使用递归的方式继续采用 lucas定理来求即可。

上代码:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long LL;

int p,n;
//求逆元 
int qmi(int a,int b)
{
    int res = 1;
    while(b)
    {
        if(b&1)res =(LL)res * a %p;
        a =(LL) a * a % p;
        b>>=1;
    }
    return res;
}
//求组合数 
int C(int a,int b)
{
    int res =1;
    for(int i=1,j=a;i<=b;i++,j--)
    {
        res = (LL)res * j % p;
        res = (LL)res * qmi(i,p-2) % p;
    }
    return res;
}
//lucas定理 
int lucas(LL a,LL b)
{
    if(a<p && b<p) return C(a,b);
    else return (LL)C(a % p,b % p) * lucas(a / p,b / p) % p; 
}
int main()
{
    cin>>n;
    while (n -- )
    {
        LL n,m;
        cin>>n>>m>>p;
        cout<<lucas(n+m,n)<<endl;
    }
    return 0;
}

get!

标签:int,res,定理,long,卢卡斯,排列组合,LL,mod
来源: https://blog.csdn.net/qq_47982709/article/details/120178285