题目思路:
求解10^x = 1 (mod 9*L/gcd(L,8))的满足x>0的最小解就是答案
由8构成的数A设有x位
那么A=8(10^0+10^1+...+10^(x-1));
很容易得到A=(8/9)*(10^x-1);
题目的要求就是A=0(mod L)
就是(8/9)*(10^x-1)=0(mod L);
->8*(10^x-1)=0(mod 9L);
->10^x-1=0(mod 9L/gcd(L,8));
->10^x =1 (mod 9L/gcd(L,8));
令p=9*L/gcd(L,i), 等价于10^x==1(mod p),求满足条件的最小的整数x
看到这个式子,我们的第一反应就是数论书上的Euler定理,但是如果gcd(10,p)!=1,即不互素,也就是不满足欧拉定理的条件了,所以此时为no answer.
if(gcd(10,p)==1) 满足欧拉定理, 我们知道10^oula(p)==1(mod p)肯定是满足的;
求解10^x = 1 (mod 9*L/gcd(L,8))的满足x>0的最小解就是答案
由8构成的数A设有x位
那么A=8(10^0+10^1+...+10^(x-1));
很容易得到A=(8/9)*(10^x-1);
题目的要求就是A=0(mod L)
就是(8/9)*(10^x-1)=0(mod L);
->8*(10^x-1)=0(mod 9L);
->10^x-1=0(mod 9L/gcd(L,8));
->10^x =1 (mod 9L/gcd(L,8));
令p=9*L/gcd(L,i), 等价于10^x==1(mod p),求满足条件的最小的整数x
看到这个式子,我们的第一反应就是数论书上的Euler定理,但是如果gcd(10,p)!=1,即不互素,也就是不满足欧拉定理的条件了,所以此时为no answer.
if(gcd(10,p)==1) 满足欧拉定理, 我们知道10^oula(p)==1(mod p)肯定是满足的;
虽然oula(p)满足上述同余方程,但题目求是最小x,而oula(p)未必是最小的解。考虑到oula(p)不是素数,所以我们就要将oula(p)因子分解,求出oula(p)所有的因子,然后逐个从小到大枚举,如果满足10^x==1(mod p) (其中x为oula(p)的因子),x即为答案。
这题除了思路是思路之外,就是模板题了。。。
#include<stdio.h>
#include<math.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#define LL long long
#define nmax 134165
#define nnum 13000
#define num8 8
#define num9 9
#define num10 10
int flag[nmax], prime[nnum], cpfactor[nnum];
LL pfactor[nnum], factor[nnum];
int plen, len_pfactor, len_factor;
void mkprime(){
int i,j;
memset(flag,-1,sizeof(flag));
for(i = 2, plen = 0; i < nmax; i ++){
if(flag[i])
prime[plen ++] = i;
for(j = 0; (j < plen) && (i * prime[j] < nmax); j ++){
flag[ i * prime[j] ] = 0;
if(i % prime[j] == 0)
break;
}
}
}
int cmp(const void *a, const void *b) {
LL temp = *(LL *) a - *(LL *) b;
if (temp > 0) {
return 1;
} else if (temp < 0) {
return -1;
}
return 0;
}
LL getPhi(LL n) {//求欧拉函数的值
int i, te;
LL phi;
te = (int) sqrt(n * 1.0);
for (i = 0, phi = n; (i < plen) && (prime[i] <= te); i++) {
if (n % prime[i] == 0) {
phi = phi / prime[i] * (prime[i] - 1);
while (n % prime[i] == 0) {
n /= prime[i];
}
}
}
if (n > 1) {
phi = phi / n * (n - 1);
}
return phi;
}
LL modular_multi(LL a, LL b, LL c) {// a * b % c
LL res, temp;
res = 0, temp = a % c;
while (b) {
if (b & 1) {
res += temp;
if (res >= c) {
res -= c;
}
}
temp <<= 1;
if (temp >= c) {
temp -= c;
}
b >>= 1;
}
return res;
}
LL modular_exp(LL a, LL b, LL c) { //a ^ b % c 改成mod_pow就不行,中间发生了溢出,还是这个模板靠谱
LL res, temp;
res = 1 % c, temp = a % c;
while (b) {
if (b & 1) {
res = modular_multi(res, temp, c);
}
temp = modular_multi(temp, temp, c);
b >>= 1;
}
return res;
}
LL gcd(LL a,LL b){
if(a < b)
a ^= b, b ^= a, a ^= b;
if(b == 0)
return a;
if(!(a & 1) && !(b & 1))
return gcd(a >> 1, b >> 1) << 1;
else if(!(b & 1))
return gcd(a,b >> 1);
else if(!(a & 1))
return gcd(a >> 1,b);
else
return gcd(b,a - b);
}
void findpFactor(LL n) {
int i, te, cnt;
te = (int) sqrt(n * 1.0);
for (i = 0, len_pfactor = 0; (i < plen) && (prime[i] <= te); i++) {
if (n % prime[i] == 0) {
cnt = 0;
while (n % prime[i] == 0) {
cnt++;
n /= prime[i];
}
pfactor[len_pfactor] = prime[i];//有谁
cpfactor[len_pfactor++] = cnt;//有几个
}
}
if (n > 1) {
pfactor[len_pfactor] = n;
cpfactor[len_pfactor++] = 1;
}
}
void dfs(int k, LL now) {//求所有质因数的乘积
if (k == len_pfactor) {
factor[len_factor++] = now;
return;
}
int i;
for (i = 0; i < cpfactor[k]; i++) {
now = now * pfactor[k];
dfs(k + 1, now);
}
for (i = 0; i < cpfactor[k]; i++) {
now = now / pfactor[k];
}
dfs(k + 1, now);
}
void solve(int n) {
int i, d;
LL c, phi;
d = gcd(n, num8);
c = (LL) n;
c = c / d * num9;//先除再乘
if (gcd(num10, c) != 1) {//如果和10不互素
puts("0");//则答案不存在
return;
}
phi = getPhi(c);
findpFactor(phi);
len_factor = 0;
dfs(0, 1);//得到所有phi的因子相乘小于等于phi的乘积
qsort(factor, len_factor, sizeof(factor[0]), cmp);
for (i = 0; i < len_factor; i++) {
if (modular_exp(num10, factor[i], c) == 1) {
printf("%I64d\n", factor[i]);
return;
}
}
}
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int n, cas;
mkprime();
cas = 0;
while (~scanf("%d", &n) && n) {
printf("Case %d: ", ++cas);
solve(n);
}
return 0;
}