Lucas定理
求 c(n,m) mod p的值,p是素数(从n取m组合,模上p)
学习这个定理之前,我们需要明确几个概念:
组合数公式:
c(n,m)=n!/m!(n-m)! (从n个不同元素中取出m个元素的组合数)
同余:
已知数a,b,若它们除以整数m所得的余数相等,则称a与b对于模m同余或a同余于b模m,记为a≡b(mod m)
费马小定理:
a^(p-1)≡1 (mod p) 等价于 a*a^(p-2)≡1 (mod p)
乘法逆元:
定义:
满足a*k≡1 (mod p)的k值就是a关于p的乘法逆元。(实际上可以看做a*k=1)
为什么要有乘法逆元呢?
当我们要求(a/b) mod p的值,且a很大,无法直接求得a/b的值时,我们就要用到乘法逆元。
我们可以通过求b关于p的乘法逆元k,将a乘上k再模p,即(a*k) mod p。其结果与(a/b) mod p等价。
证:(其实很简单。。。)
根据b*k≡1 (mod p)有b*k=p*x+1。
k=(p*x+1)/b。
把k代入(a*k) mod p,得:
(a*(p*x+1)/b) mod p
=((a*p*x)/b+a/b) mod p
=[((a*p*x)/b) mod p +(a/b)] mod p
=[(p*(a*x)/b) mod p +(a/b)] mod p
//p*[(a*x)/b] mod p=0
所以原式等于:(a/b) mod p
好啦,当你把这些概念都吃透时,你会发现太阳已经落山了(O(∩_∩)O~/手动滑稽),现在我们可以考虑Lucas定理了,实际上它的原理就是:
求 c(n,m) mod p的值,
p是素数(从n取m组合,模上p)
n=n[k]*p^k+n[k-1]*p^(k-1)+…+n[1]*p+n[0]
m=m[k]*p^k+m[k-1]*p^(k-1)+…+m[1]*p+m[0]
把n和m都变成p进制数
c(n,m)就等于每个c(n[i],m[i])(mod p) 都乘起来,在这里i=0~k
这里写代码片
#include
#include
#include
#include
#include
#define LL long long
using namespace std;
LL n,m,mod;
LL KSM(LL a,LL p)
{
a%=mod;
LL tmp=1;
while (p)
{
a=(a*a)%mod;
if (p&1)
tmp=(tmp*a)%mod;
p>>=1;
}
return tmp;
}
LL cf(LL FM,LL mod)
{
return KSM(FM,mod-2);
}
LL C(int m,int n)
{
if (n>m) return 0;
int i;
LL FZ=1,FM=1;
for (i=m-n+1;i<=m;i++) FZ=i*FZ%mod;
for (i=1;i<=n;i++) FM=FM*i%mod;
return (FZ*cf(FM,mod))%mod;
}
LL Lucas(int m,int n)
{
if (n>m) return 0;
LL ans=1;
while (n)
{
ans=ans*C(m%mod,n%mod)%mod;
n/=mod;
m/=mod;
}
return ans;
}
int main()
{
scanf("%lld%lld%lld",&n,&m,&mod);
printf("%lld",Lucas(n,m));
return 0;
}