洛谷P2822:组合数问题 ←(帕斯卡法则+取模+前缀和)

【题目来源】
https://www.luogu.com.cn/problem/P2822

https://www.acwing.com/problem/content/525/

【题目描述】
组合数C^m_n​表示的是从n个物品中选出m个物品的方案数。举个例子:从(1,2,3)三个物品中选择两个物品可以有(1,2),(1,3),(2,3) 这三种选择方法。根据组合数的定义,我们可以给出计算组合数的一般公式:
C^m_n=\frac{n!}{m!(n-m)!} 
其中n!=1\times2\times\cdots\times n。特别地,定义0!=1。
小葱想知道如果给定n,m和k,对于所有的0≤i≤n,0≤j≤min(i,m),有多少对 (i,j) 满足C_i^j​是k的倍数,即满足k整除C^j_i,也就是k|C^j_i

【输入格式】
第一行有两个整数 t,k,其中 t 代表该测试点总共有多少组测试数据。
接下来 t 行,每行两个整数 n,m。

【输出格式】
共 t 行,每行一个整数代表所有的 0\leq i\leq n,0\leq j\leq \min \left ( i, m \right )中有多少对 (i,j) 满足 k|C^j_i

【算法分析】
本题可采用如下方法进行优化。
1.Pascal's Rule(帕斯卡法则):{\color{Red} C^m_n=C^m_{n-1}+C^{m-1}_{n-1}}
2.取模运算规则:https://www.lmlphp.com/user/56/article/item/3205/
本题用到的取模运算规则:{\color{Red} (a + b) % p = (a % p + b % p) % p}
3.前缀和:
https://blog.csdn.net/hnjzsyjyj/article/details/120265452
前缀和,无论是一维前缀和还是二维前缀和,通常都用于快速计算区间和。它们的思想都是利用给定的数据预先处理出一个前缀和数组,之后在计算区间和的时候查表,从而可以大大降低算法的时间复杂度
一维前缀和数组预处理过程:
sum[i]=sum[i-1]+a[i]
一维区间和计算过程:sum[y]-sum[x-1]     (y≥x)
二维前缀和数组预处理过程:
sum[i][j]=sum[i-1][j]+sum[i][j-1]-sum[i-1][j-1]+a[i][j]
二维区间和计算过程:sum[x2][y2]-sum[x1-1][y2]-sum[x2][y1-1]+sum[x1-1][y1-1]     (y2≥y1,x2≥x1)  

二维前缀和示意图如下所示。其中绿色区域是保留区域,红色双箭头经过的区域为删除区域。

为了方便记忆,给出二维前缀和的计算公式的助记示意图。如下所示。


 

下面代码中,s[i][j] 是前缀和,表示 C^j_i,0 \leq i \leq n,0\leq j\leq min(i,m) 中 k 的倍数的个数。
注意,由于当 n<m 时,C^m_n 不存在,所以我们可以直接将其定义成不是 k 的倍数。

【算法代码】

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

const int maxn=2005;
int c[maxn][maxn];
int s[maxn][maxn];
int ans[maxn][maxn];

int t,k,n,m;

int main() {
    cin>>t>>k;
    for(int i=1; i<maxn; i++) {
        c[i][0]=1;
        c[i][i]=1;
        for(int j=1; j<i; j++)
            c[i][j]=(c[i-1][j]+c[i-1][j-1])%k;
    }

    for(int i=1; i<maxn; i++)
        for(int j=1; j<=i; j++) {
            s[i][j]=s[i][j-1];
            if(c[i][j]==0) s[i][j]++;
        }

    for(int cnt=1; cnt<=t; cnt++) {
        cin>>n>>m;
        int ans=0;
        for(int i=1; i<=n; i++) {
            int j=min(i,m);
            ans+=s[i][j];
        }
        cout<<ans<<endl;
    }
    return 0;
}


/*
in:
2 5
4 5
6 7

out:
0
7
*/




【参考文献】
https://www.acwing.com/problem/content/798/
https://www.acwing.com/solution/content/3157/
https://www.luogu.com.cn/problem/P2822
https://www.cnblogs.com/OIerShawnZhou/p/7518444.html




 

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