题目地址:https://ac.nowcoder.com/acm/problem/14731
首先 先介绍一个组合数的公式及其证明过程(高中学的):
然后我们假定f(n) 代表当前长度为n的01串中符合条件的二元数组的个数,
那么我们可以列出一个式子(稍后解释)
f(n+1)=2f(n) +1C(1,n)+2C(2,n)+3C(3,n)+......+nC(n,n)
好了 现在我们来解释一下这个式子
首先 对于一个长n+1的01串我们可以看成一个 长为n的01串 在末尾加了一个数字0或1后所形成的式子
首先在末尾添加1 形成的新01串 的结果 和不添加 是没有任何区别的 因为在末尾的1 起不到任何作用,所以添加1后的串 所有的满足条件的二元数组的个数就是f(n)
然后在末尾添加0 的情况 :
添加0以后,不会影响长为n的01串满足条件的个数,那么我们来思考一下多出了哪些个数。
多出的个数其实就是长为n的01串中1的情况
所以分为长为n的01串中有1个1 2个1 3个1 直到n个1
多出了的情况也就是 1C(1,n)+2C(2,n)+3C(3,n)+......+nC(n,n)
将以上情况汇总得到
f(n+1)=2f(n) +1C(1,n)+2C(2,n)+3C(3,n)+......+nC(n,n)
然后根据最开始的公式化简得到
f(n+1)=2f(n) +n2^(n-1)
然后用高中的数列知识推出通项
f(n)=(2^(n-3))n(n-1)
由于这个n很大 要达到1e18
所以要用快速幂 和快速乘才能过这个题
#include<iostream> #include<algorithm> #include<set> #include<string> #include<cstring> #include<queue> using namespace std; #define close_stdin ios::sync_with_stdio(false) #define P pair<int,int> typedef long long LL; const int maxn = 0; const LL mod = 1000000007;//1e9+7 之所以写成这样是因为 1e9+7 vs总是报错 我也很烦恼 总有一天要跳槽取用codeblock // 当a和b 接近 1e18 的时候 就要用到快速乘了 不然很难 //快速乘 LL ksc(LL a, LL b, LL mod)//快速乘 { LL ans = 0; a %= mod; while (b > 0) { if (b & 1) ans = (ans + a) % mod; b >>= 1;//位运算,右移1位,相当于除以2 a = (a + a) % mod; } return ans; } //用于解决 (a^b )% mod 的问题 //当a,b接近1e9的时候 就需要用到快速幂了 不然可能会有点吃力 //快速幂 LL ksm(LL a, LL b, LL mod)//快速幂 { LL ans = 1; a %= mod; while (b > 0) { if (b & 1) ans = ksc(ans, a, mod) % mod; b >>= 1;//位运算,右移1位,相当于除以2 a = ksc(a, a, mod) % mod; } return ans; } int main() { close_stdin; LL n; cin >> n; if (n <= 1) { cout << "0\n"; } else if (n == 2) { cout << "1\n"; } else if (n == 3) { cout << "6\n"; } else { LL ans = ksc(ksc(ksm(2, n - 3, mod), n, mod), n - 1, mod); cout << ans << "\n"; } }
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