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在动态规划问题中,某些转移方程的计算可能涉及质数的处理,这一部分的逻辑可以通过巧妙的数学变换来优化。以下是关于如何处理质数的具体方法以及动态规划中的转移方程实现。
在某些动态规划问题中,我们需要处理一个复杂的转移方程。假设我们有一个函数 f(i, j),表示从 i 个数字中选取余数为 j 的答案。对于任意的 L,我们需要计算:
[ f(i, j) = \sum_{x=0}^{p-1} f(L, x) \times f(i-L, (j + p - x) \bmod p) ]
这个方程的计算量较大,直接枚举前 L 个数字的余数并进行计算会非常耗时。为了优化计算,我们可以引入另一个函数 g(L, x),其定义为:
[ g(L, x) = \sum_{i=0}^{p-1} f(L, i) \times x^i ]
通过对动态规划转移方程进行变形,我们可以将 f(i, j) 表示为 g 函数的某种组合形式,这使得计算变得更加高效。
在处理质数时,我们可以利用欧拉筛法来标记质数。具体来说,我们创建一个布尔数组 vis,用于记录哪些数是质数。然后,我们通过筛法的方式标记所有合数,剩下的未标记的数即为质数。
这一步的关键在于,通过预处理将问题中的质数快速筛选出来,从而避免在后续计算中重复处理合数。这样可以显著减少计算量。
为了实现上述方法,我们可以编写如下的代码。代码主要包括以下几个部分:
mod 以及相关数组,用于存储动态规划函数 f、F 和 g 的值,以及快速幂相关的结果。以下是具体的代码实现示例:
#include#include #include using namespace std;#define mod 20170408int n, m, p, vis[20000010], cnt, pre[2000000];long long f[210], F[210], g[210], G[210], c[210], x = 1;void work(long long *a, long long *b, long long *d) { int i, j; for (i = 0; i < p; ++i) { for (j = 0; j < p; ++j) { c[i + j] = (c[i + j] + a[i] * b[j]) % mod; } for (i = 0; i < p; ++i) { d[i] = (c[i] + c[i + p]) % mod; c[i] = 0; } }}int main() { int i, j; cin >> n >> m >> p; F[0] = G[0] = f[1] = g[1] = 1; for (i = 2; i <= m; ++i) { f[i % p]++; if (!vis[i]) { pre[++cnt] = i; vis[i] = false; } else { g[i % p]++; } for (j = 1; pre[j] * i <= m; ++j) { vis[pre[j] * i] = true; if (!(i % pre[j])) break; } } while (n) { if (n & 1) { work(F, f, F), work(G, g, G); } work(f, f, f), work(g, g, g); n >>= 1; } cout << (F[0] - G[0] + mod) % mod; return 0;}
mod 是一个常数,用于所有计算中的模运算,确保结果在合理范围内。vis 数组用于记录质数,pre 数组用于欧拉筛法记录乘积数。work 函数实现动态规划转移方程的计算,利用快速幂优化计算效率。为了进一步优化代码,可以考虑以下方法:
通过以上优化,可以使代码运行更加高效,适应更大的输入规模。
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