51Nod1362 搬箱子 排列组合,中国剩余定理

Posted 2020-12-29 zhouzhendong

原文链接https://www.cnblogs.com/zhouzhendong/p/51Nod1362.html

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题意

 

题解

　　首先考虑枚举斜着走了几次。假设走了 $k$ 次，那么显然竖着走了 $n-k$ 次，将他们排列一下，有 $inom{n}{k}$ 种排列。

　　设往下走 $k$ 次，往右走最多 $m$ 次的方案数为：

$$F_{n,m}=sum_{i=0}^m inom{i+n}{n}$$

　　则

$$egin{eqnarray*}F_{n,m}&=&sum_{i=0}^m inom{i+n}{n}\\&=&sum_{i=0}^{m} left(inom{i+n-1}{n}+inom{i+n-1}{n-1} ight)\\&=&sum_{i=1}^{m}inom{(i-1)+n}{n}+sum_{i=0}^{m} inom{i+(n-1)}{(n-1)}\\&=&F_{n,m-1}+F_{n-1,m}end{eqnarray*}$$

　　考虑计算边界情况的 $F$ 值，有：

$$egin{cases}F_{i,0}=inom{i}{i}=1\\F_{0,i}=sum_{j=0}^{i}inom{j}{j}=i+1end{cases}$$

　　不难发现，

$$F_{n,m}=C_{n+1,m}$$

　　所以每一个 $F_{n,m}$ 都可以 $O(n)$ 来求，但是由于模数并不是大素数，所以我们需要分解模数并用互质情况下的 CRT 合并，所以要带一个 $log$ 。

　　于是，最终答案为

$$sum_{i=0}^{n}inom{n}{i}inom{n+m-i+1}{n+1}$$

　　总时间复杂度为 $O(n^2log m)$ 。

　　由于我偷了个懒，没有预处理，所以我的代码的时间复杂度为 $O(n^2log^2 m)$ 。

代码

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=805;
int n,m,X;
int p[20],q[20],cnt=0;
int C[N][N];
void Get_Small_C(int mod){
	memset(C,0,sizeof C);
	for (int i=0;i<=n;i++)
		C[i][i]=C[i][0]=1;
	for (int i=1;i<=n;i++)
		for (int j=1;j<i;j++)
			C[i][j]=(C[i-1][j]+C[i-1][j-1])%mod;
}
void Get_Factors(int x){
	cnt=0;
	for (int i=2;i*i<=x;i++)
		if (x%i==0){
			p[++cnt]=i,q[cnt]=0;
			while (x%i==0)
				x/=i,q[cnt]++;
		}
	if (x>1)
		p[++cnt]=x,q[cnt]=1;
}
int Pow(int x,int y,int mod){
	int ans=1;
	for (;y;y>>=1,x=1LL*x*x%mod)
		if (y&1)
			ans=1LL*ans*x%mod;
	return ans;
}
int Phi(int p,int q){
	return (p-1)*Pow(p,q-1,X+1);
}
int Large_C(int n,int m,int p,int q){
	if (m>n||m<0)
		return 0;
	int pw=Pow(p,q,X+1),phi=Phi(p,q);
	int cntp=0,C=1;
	for (int i=1;i<=m;i++){
		int a=n-i+1,b=i;
		while (a%p==0)
			a/=p,cntp++;
		while (b%p==0)
			b/=p,cntp--;
		C=1LL*C*a%pw*Pow(b,phi-1,pw)%pw;
	}
	return 1LL*C*Pow(p,cntp,pw)%pw;
}
void ex_gcd(int a,int b,int &x,int &y){
	if (!b){
		x=1,y=0;
		return;
	}
	ex_gcd(b,a%b,y,x);
	y-=x*(a/b);
}
int CRT(int *v,int n){
	int A=0,M=1;
	for (int i=1;i<=n;i++){
		int a=v[i],m=Pow(p[i],q[i],X+1);
		int t=a-A,x,y;
		ex_gcd(M,m,x,y);
		x=1LL*x*t%m;
		A=(1LL*x*M+A)%(M*m);
		M*=m;
	}
	return (A+X)%X;
}
int Large_C(int n,int m){
	if (m>n||m<0)
		return 0;
	int res[20];
	for (int i=1;i<=cnt;i++)
		res[i]=Large_C(n,m,p[i],q[i]);
	return CRT(res,cnt);
}
int main(){
	while (~scanf("%d%d%d",&n,&m,&X)){
		Get_Small_C(X);
		Get_Factors(X);
		int ans=0;
		for (int i=0;i<=n;i++)
			ans=(1LL*C[n][i]*Large_C(n+m-i+1,n+1)+ans)%X;
		printf("%d
",ans);
	}
	return 0;
}
/*
枚举斜着走了几次，然后推式子。 
*/