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NC20358. [SDOI2013]方程

描述

给定方程
X1+X2+. +Xn=M
我们对第1..N1个变量进行一些限制:
X1< = A
X2 < = A2
Xn1 < = An1
我们对第n1 + 1..n1+n2个变量进行一些限制:
Xn1+1> = An1+1
Xn1+2 > = An1+2
Xn1+n2 > = Anl+n2
求:在满足这些限制的前提下,该方程正整数解的个数。
答案可能很大,请输出对p取模后的答案,也即答案除以p的余数。

输入描述

输入含有多组数据,第一行两个正整数T,p。
T表示这个测试点内的数据组数,p的含义见题目描述。     
对于每组数据,第一行四个非负整数n,n1,n2,m。     
第二行n1+n2个正整数,表示A1..n1+n2。请注意,如果n1+n2等于0,那么这一行会成为一个空行。

输出描述

共T行,每行一个正整数表示取模后的答案。

示例1

输入:

3 10007
3 1 1 6
3 3
3 0 0 5

3  1  1  3
3  3

输出:

3
6
0

说明:

【样例说明】
对于第一组数据,三组解为(1,3,2),(1,4,1),(2,3,1)
对于第二组数据,六组解为(1,1,3),(1,2,2),(1,3,1),(2,1,2),(2,2,1),(3,1,1)

原站题解

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C++14(g++5.4) 解法, 执行用时: 92ms, 内存消耗: 4456K, 提交时间: 2020-02-19 10:39:28

#include <bits/stdc++.h>
#include <ext/pb_ds/assoc_container.hpp>
#include <ext/pb_ds/tree_policy.hpp>
#define iinf 0x3f3f3f3f
#define linf (1ll<<60)
#define eps 1e-8
#define maxn 100010
#define cl(x) memset(x,0,sizeof(x))
#define rep(i,a,b) for(i=a;i<=b;i++)
#define em(x) emplace(x)
#define emb(x) emplace_back(x)
#define emf(x) emplace_front(x)
#define fi first
#define se second
#define de(x) cerr<<#x<<" = "<<x<<endl
using namespace std;
using namespace __gnu_pbds;
typedef long long ll;
typedef pair<int,int> pii;
typedef pair<ll,ll> pll;
ll read(ll x=0)
{
    ll c, f(1);
    for(c=getchar();!isdigit(c);c=getchar())if(c=='-')f=-f;
    for(;isdigit(c);c=getchar())x=x*10+c-0x30;
    return f*x;
}
ll mod;
struct EasyMath
{
    ll prime[maxn], phi[maxn], mu[maxn];
    bool mark[maxn];
    ll fastpow(ll a, ll b, ll c)
    {
        ll t(a%c), ans(1ll);
        for(;b;b>>=1,t=t*t%c)if(b&1)ans=ans*t%c;
        return ans;
    }
    void exgcd(ll a, ll b, ll &x, ll &y)
    {
        if(!b){x=1,y=0;return;}
        ll xx, yy;
        exgcd(b,a%b,xx,yy);
        x=yy, y=xx-a/b*yy;
    }
    ll inv(ll x, ll p)  //p是素数
    {return fastpow(x%p,p-2,p);}
    ll inv2(ll a, ll p)
    {
        ll x, y;
        exgcd(a,p,x,y);
        return (x+p)%p;
    }
    void shai(ll N)
    {
        ll i, j;
        for(i=2;i<=N;i++)mark[i]=false;
        *prime=0;
        phi[1]=mu[1]=1;
        for(i=2;i<=N;i++)
        {
            if(!mark[i])prime[++*prime]=i, mu[i]=-1, phi[i]=i-1;
            for(j=1;j<=*prime and i*prime[j]<=N;j++)
            {
                mark[i*prime[j]]=true;
                if(i%prime[j]==0)
                {
                    phi[i*prime[j]]=phi[i]*prime[j];
                    break;
                }
                mu[i*prime[j]]=-mu[i];
                phi[i*prime[j]]=phi[i]*(prime[j]-1);
            }
        }
    }
    ll CRT(vector<ll> a, vector<ll> m) //要求模数两两互质
    {
        ll M=1, ans=0, n=a.size(), i;
        for(i=0;i<n;i++)M*=m[i];
        for(i=0;i<n;i++)(ans+=a[i]*(M/m[i])%M*inv2(M/m[i],m[i]))%=M;
        return ans;
    }
}em;
struct CombinatorialNumber_mod
{
    ll p[20], q[20], fact[20][maxn], tot, t[20];
    void init(ll P)
    {
        tot=0;
        ll i, j;
        for(i=2;i*i<=P;i++)
            if(P%i==0)
            {
                p[++tot]=i;
                q[tot]=0;
                while(P%i==0)q[tot]++, P/=i;
            }
        if(P>1)p[++tot]=P, q[tot]=1;
        rep(i,1,tot)
        {
            fact[i][0]=1;
            t[i]=1;
            rep(j,1,q[i])t[i]*=p[i];
            rep(j,1,maxn-1)
            {
                if(j%p[i]==0)fact[i][j]=fact[i][j-1];
                else fact[i][j]=fact[i][j-1]*j%t[i];
            }
        }
    }
    pll fact_mod(ll n, ll id)
    {
        if(n<p[id])return pll(0,fact[id][n]);
        pll ans = pll( n/p[id], em.fastpow(fact[id][t[id]],n/t[id],t[id]) );
        (ans.second*=fact[id][n%t[id]])%t[id];
        auto nex = fact_mod(n/p[id],id);
        ans.first+=nex.first;
        (ans.second*=nex.second)%=t[id];
        return ans;
    }
    ll exlucas(ll n, ll m, ll id)
    {
        ll cnt;
        auto a=fact_mod(n,id), b=fact_mod(m,id), c=fact_mod(n-m,id);
        a.first-=b.first+c.first;
        (a.second*=em.inv2(b.second*c.second%t[id],t[id]))%t[id];
        return em.fastpow(p[id],a.first,t[id])*a.second%t[id];
    }
    ll calc(ll n, ll m)
    {
        if(m>n or m<0 or n<0)return 0;
        vector<ll> a, v(t+1,t+tot+1);
        ll i;
        rep(i,1,tot)a.emb(exlucas(n,m,i));
        return em.CRT(a,v);
    }
}Cmod;
ll ans, n1, n2, n, M, a[20];
void dfs(ll pos, ll f, ll sm)
{
    if(pos>n1)
    {
        ( ans += f*Cmod.calc(M-sm-1,n-1) )%=mod;
        return;
    }
    dfs(pos+1,f,sm);
    dfs(pos+1,-f,sm+a[pos]);
}
int main()
{
    ll T, i, s;
    T=read(), mod=read();
    Cmod.init(mod);
    while(T--)
    {
        n=read(), n1=read(), n2=read(), M=read();
        rep(i,1,n1)a[i]=read();
        s=0;
        rep(i,n1+1,n1+n2)a[i]=read(), s+=a[i]-1;
        ans=0;
        dfs(1,1,s);
        printf("%lld\n",(ans+mod)%mod);
    }
    return 0;
}

C++11(clang++ 3.9) 解法, 执行用时: 289ms, 内存消耗: 584K, 提交时间: 2020-09-19 12:21:24

#include<bits/stdc++.h>
#define Min(x,y) ((x)<(y)?(x):(y))
#define Max(x,y) ((x)>(y)?(x):(y))
using namespace std;
typedef long long ll;
int T,n1,n2;
ll n,m,p,a[20],f[1000005];

template <class T>
void read(T &x)
{
	char c; int sign=1;
	while((c=getchar())>'9'||c<'0') if(c=='-') sign=-1; x=c-48;
	while((c=getchar())>='0'&&c<='9') x=(x<<1)+(x<<3)+c-48; x*=sign;
}
ll quickpow(ll a,ll b,ll mod)
{
	ll ret=1;
	while(b)
	{
		if(b&1) ret=ret*a%mod;
		a=a*a%mod;
		b>>=1;
	}
	return ret;
}
ll exgcd(ll a,ll b,ll &x,ll &y)
{
	if(!b) { x=1; y=0; return a; }
	ll d=exgcd(b,a%b,x,y);
	ll t=x; x=y; y=t-a/b*y;
	return d;
}
ll inv(ll a,ll p)
{
	ll x,y;
	exgcd(a,p,x,y);
	return (x%p+p)%p;
}
ll fac(ll n,ll pi,ll pk)
{
	if(!n) return 1LL;
	if(n<pi) return f[n];
	return quickpow(f[pk-1],n/pk,pk)*f[n%pk]%pk*fac(n/pi,pi,pk)%pk;
}
ll C(ll n,ll m,ll pi,ll pk)
{
	if(n<m) return 0;
	f[0]=1;
    for(int i=1;i<=pk;i++)
      if(i%pi!=0) f[i]=f[i-1]*i%pk;
        else f[i]=f[i-1];
	ll jn=fac(n,pi,pk),jm=fac(m,pi,pk),jnm=fac(n-m,pi,pk);
	int k=0;
	for(ll i=n;i;i/=pi) k+=i/pi;
	for(ll i=m;i;i/=pi) k-=i/pi;
	for(ll i=n-m;i;i/=pi) k-=i/pi;
	return jn * inv(jm,pk)%pk * inv(jnm,pk)%pk * quickpow(pi,k,pk)%pk;
}
ll crt(ll a,ll pk)
{
	ll x=p/pk;
	return a*x%p*inv(x,pk)%p;//关于pk的逆元 
}
ll solve(ll n,ll m,ll pi,ll pk)
{
	ll ret=0;
	for(int i=0,t=(1<<n1);i<t;++i)
	{
		int opt=1;
		ll nown=n;
		for(int j=0;j<n1;++j)
		  if(i>>j&1) 
		    opt=-opt,nown-=a[j+1];
		ret=(ret+opt*C(nown,m,pi,pk))%pk;
	}
	return ret;
}
ll exlucas(ll n,ll m,ll P)
{
	if(n<m) return 0;
	ll ret=0;
	for(ll i=2;i*i<=P;++i)
	{
		if(P%i==0)
		{
			ll pk=1;
			while(P%i==0)
			{
				pk*=i;
				P/=i;
			}
			ret=(ret+crt(solve(n,m,i,pk),pk))%p;
		}
	}
	if(P!=1) ret=(ret+crt(solve(n,m,P,P),P))%p;
	return (ret%p+p)%p;
}
int main()
{
	read(T);read(p);
	while(T--)
	{
		read(n);read(n1);read(n2);read(m);
		for(int i=1;i<=n1+n2;++i) read(a[i]);
		for(int i=n1+1;i<=n1+n2;++i) m-=(a[i]-1);
		printf("%lld\n",exlucas(m-1,n-1,p));
	}
	return 0;
}

上一题