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- java - 使用网络类获取 url 地址
- ios - 推送通知中不播放声音
我正在尝试解决黑客排名的编码挑战,这需要一个人计算二项式系数模素数,即
nchoosek(n, k, p)
我正在使用这个 answer 中的代码这适用于前三组输入,但在第 4 组开始失败。我在调试器中逐步检查它并确定问题出现在以下情况:
n % p == 0 || k % p == 0
我只需要知道如何修改我当前的解决方案以处理 n % p == 0 或 k % p == 0 的特定情况。我在堆栈交换中找到的答案似乎都没有解决这个特定问题案件。这是我的代码:
#include <iostream>
#include <fstream>
long long FactorialExponent(long long n, long long p)
{
long long ex = 0;
do
{
n /= p;
ex += n;
}while(n > 0);
return ex;
}
unsigned long long ModularMultiply(unsigned long long a, unsigned long long b, unsigned long p) {
unsigned long long a1 = (a >> 21), a2 = a & ((1ull << 21) - 1);
unsigned long long temp = (a1 * b) % p; // doesn't overflow under the assumptions
temp = (temp << 21) % p; // this neither
temp += (a2 * b) % p; // nor this
return temp % p;
}
unsigned long long ModularInverse(unsigned long long k, unsigned long m) {
if (m == 0) return (k == 1 || k == -1) ? k : 0;
if (m < 0) m = -m;
k %= m;
if (k < 0) k += m;
int neg = 1;
unsigned long long p1 = 1, p2 = 0, k1 = k, m1 = m, q, r, temp;
while(k1 > 0) {
q = m1 / k1;
r = m1 % k1;
temp = q*p1 + p2;
p2 = p1;
p1 = temp;
m1 = k1;
k1 = r;
neg = !neg;
}
return neg ? m - p2 : p2;
}
// Preconditions: 0 <= k <= min(n,p-1); p > 1 prime
unsigned long long ChooseModTwo(unsigned long long n, unsigned long long k, unsigned long p)
{
// reduce n modulo p
n %= p;
// Trivial checks
if (n < k) {
return 0;
}
if (k == 0 || k == n) {
return 1;
}
// Now 0 < k < n, save a bit of work if k > n/2
if (k > n/2) {
k = n-k;
}
// calculate numerator and denominator modulo p
unsigned long long num = n, den = 1;
for(n = n-1; k > 1; --n, --k)
{
num = ModularMultiply(num, n, p);
den = ModularMultiply(den, k, p);
}
den = ModularInverse(den,p);
return ModularMultiply(num, den, p);
}
// Preconditions: 0 <= k <= n; p > 1 prime
long long ChooseModOne(long long n, long long k, const unsigned long p)
{
// For small k, no recursion is necessary
if (k < p) return ChooseModTwo(n,k,p);
unsigned long long q_n, r_n, q_k, r_k, choose;
q_n = n / p;
r_n = n % p;
q_k = k / p;
r_k = k % p;
choose = ChooseModTwo(r_n, r_k, p);
// If the exponent of p in choose(n,k) isn't determined to be 0
// before the calculation gets serious, short-cut here:
// if (choose == 0) return 0;
return ModularMultiply(choose, ChooseModOne(q_n, q_k, p), p);
}
unsigned long long ModularBinomialCoefficient(unsigned long long n, unsigned long long k, const unsigned long p)
{
// We deal with the trivial cases first
if (k < 0 || n < k) return 0;
if (k == 0 || k == n) return 1;
// Now check whether choose(n,k) is divisible by p
if (FactorialExponent(n, p) > FactorialExponent(k, p) + FactorialExponent(n - k, p)) return 0;
// If it's not divisible, do the generic work
return ChooseModOne(n, k, p);
}
int main() {
//std::ifstream fin ("input03.txt");
std::ifstream fin ("test.in");
int kMod = 1000003;
int T;
fin >> T;
int N = T;
//std::cin >> T;
unsigned long long n, k;
unsigned long long a, b;
int result[N];
int index = 0;
while (T--) {
fin >> n >> k;
a = ModularBinomialCoefficient(n - 3, k, kMod);
b = ModularBinomialCoefficient(n + k, n - 1, kMod);
// (1 / (n + k) * nCk(n - 3, k) * nCk(n + k, n - 1)) % 1000003
unsigned long long x = ModularMultiply(a, b, kMod);
unsigned long long y = ModularMultiply(x, ModularInverse((n + k), kMod), kMod);
result[index] = y;
index++;
}
for(int i = 0; i < N; i++) {
std::cout << result[i] << "\n";
}
return 0;
}
Input:
6
90 13
65434244 16341234
23424244 12341234
424175 341198
7452123 23472
56000168 16000048
Output:
815483
715724
92308
903465
241972
0 <-- Incorrect, should be: 803478
限制条件:
4 <= N <= 10^9
1 <= K <= N
最佳答案
您可以使用 Lucas' theorem使用 k, n < p
将问题简化为 ceil(log_P(N)) 个子问题: 写n = n_m * p^m + ... + n_0
和 k = k_m * p^m + ... + k_0
在基地p
(n_i, k_i < p
是数字),那么我们有
C(n,k) = PROD(i = 0 to m, C(n_i, k_i)) (mod p)
子问题很容易解决,因为 k!
的每个因素有一个反模 p。你得到一个运行时复杂度为 O(p log(n)) 的算法,在 p << n
的情况下,它比 Ivaylo 的代码更好。 ,如果我理解正确的话。
int powmod(int x, int e, int p) {
if (e == 0) return 1;
if (e & 1) return (long long)x * powmod(x, e - 1, p) % p;
long long rt = powmod(x, e / 2, p);
return rt * rt % p;
}
int binom_coeff_mod_prime(int n, int k, int p) {
long long res = 1;
while (n || k) {
int N = n % p, K = k % p;
for (int i = N - K + 1; i <= N; ++i)
res = res * i % p;
for (int i = 1; i <= K; ++i)
res = res * powmod(i, p - 2, p) % p;
n /= p;
k /= p;
}
return res;
}
关于c++ - nCk 模 p 当 n % p 或 k % p == 0,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/23940032/
#include using namespace std; class C{ private: int value; public: C(){ value = 0;
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