Lucas定理

2019-04-14 21:09发布

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^p,快速幂 { 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) //求逆元 { return KSM(FM,mod-2); //费马小定理a*a^(p-2)≡1 (mod p),a和a^(p-2)互为逆元 } LL C(int m,int n) //c(m,n)=m!/n!(m-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; //组合公式,FZ是分子,FM当然是分母啦 for (i=1;i<=n;i++) FM=FM*i%mod; return (FZ*cf(FM,mod))%mod; //=>(FZ/FM)%mod } LL Lucas(int m,int n) //从m个中选n个 { 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; }