Description

根据一些书上的记载,上帝的一次失败的创世经历是这样的:
第一天, 上帝创造了一个世界的基本元素,称做“元”。
第二天, 上帝创造了一个新的元素,称作“α”。“α”被定义为“元”构成的集合。容易发现,一共有两种不同的“α”。
第三天, 上帝又创造了一个新的元素,称作“β”。“β”被定义为“α”构成的集合。容易发现,一共有四种不同的“β”。
第四天, 上帝创造了新的元素“γ”,“γ”被定义为“β”的集合。显然,一共会有16种不同的“γ”。
如果按照这样下去,上帝创造的第四种元素将会有65536种,第五种元素将会有2^65536种。这将会是一个天文数字。
然而,上帝并没有预料到元素种类数的增长是如此的迅速。他想要让世界的元素丰富起来,因此,日复一日,年复一年,他重复地创造着新的元素……
然而不久,当上帝创造出最后一种元素“θ”时,他发现这世界的元素实在是太多了,以致于世界的容量不足,无法承受。因此在这一天,上帝毁灭了世界。
至今,上帝仍记得那次失败的创世经历,现在他想问问你,他最后一次创造的元素“θ”一共有多少种?
上帝觉得这个数字可能过于巨大而无法表示出来,因此你只需要回答这个数对p取模后的值即可。
你可以认为上帝从“α”到“θ”一共创造了10^9次元素,或10^18次,或者干脆∞次。
 
一句话题意:
【数学】[BZOJ 3884] 上帝与集合的正确用法-LMLPHP

Input

接下来T行,每行一个正整数p,代表你需要取模的值

Output

T行,每行一个正整数,为答案对p取模后的值

  第一感觉:不可做- -。
  此题十分有趣,请大家在仔细思考后再看题解- -。
  这题有两种做法。。
  1.出题人的做法:http://blog.csdn.net/popoqqq/article/details/43951401
  2.另一位机智神牛的做法:我们知道,

  【数学】[BZOJ 3884] 上帝与集合的正确用法-LMLPHP但是p与2不一定互质,所以我们可以化成下面的形式。

  【数学】[BZOJ 3884] 上帝与集合的正确用法-LMLPHP

  设f(p)=【数学】[BZOJ 3884] 上帝与集合的正确用法-LMLPHP

  那么我们可以得到一个不断递推的公式f(p)=2^(f(phi(p))+phi(p))%p.边界:p=1,f(p)=0.

  证明算法复杂度如下:

  若p为偶数,则ϕ(p)≤p2; 
  若p为奇数,则p存在一个奇数因子q,使得ϕ(p)存在一个偶数因子(q−1),转化为偶数的情况。 
  由此可知,ϕ(ϕ(...ϕ(p)))的计算经过O(logp)次的迭代就到了1,所以f(p)的计算是O(p√logp)的。(部分思(dai)想(ma)选自http://blog.csdn.net/skywalkert/article/details/43955611)

  第二种方法的代码。。

  

 #include<cstdio>
#include<cstring>
#include<cmath>
#include<algorithm> #define ll long long
using namespace std; int mod,num[]; int Qvod(int k,int mo)
{
ll ans=,x=;
while(k!=)
{
if(k&)ans=ans*x%mo;
x=x*x%mo;
k>>=;
}
return ans;
} int phi(int x)
{
int ans=x,aa=x;
for(int i=;i<=sqrt(ans);i++)if(x%i==){
while(x%i==)x/=i;
aa=(ll)aa*(i-)/i;
}
if(x!=)aa=(ll)aa*(x-)/x;
return aa;
} int f(int x)
{
if(x==)return ;
if(num[x])
return num[x];
int sb=phi(x);
num[x]=Qvod(f(sb)+sb,x);
return num[x];
} int main()
{
int T;
scanf("%d",&T);
while(T--)
{
scanf("%d",&mod);
printf("%d\n",f(mod));
}
return ;
}

  

 
05-07 15:49