题目分析
哎呀原根这个东西忘得差不多了…=。=
对于PPP的剩余系的原根ggg,用gk mod Pg^k \bmod{P}gkmodP可以表示PPP的剩余系中的所有数。
原根的定义是,对于一个群GGG,单位元为eee。将满足ad=ea^d = ead=e的最小正整数ddd记作aaa的阶,也就是ord(a)ord(a)ord(a),那么使得ord(g)=∣G∣ord(g) = |G|ord(g)=∣G∣的ggg就是GGG的原根。
由于原根通常情况下都不大,所以我们可以暴力枚举这个原根。那么ggg是PPP的剩余系的原根的条件是,gP−1≡1(modP)g^{P-1} \equiv 1 \pmod{P}gP−1≡1(modP)且对于任意P−1P-1P−1的质因子pip_ipi,都有gP−1pi̸≡1(modP)g^{\frac{P-1}{p_i}} \not\equiv 1 \pmod{P}gpiP−1̸≡1(modP)。后面那一个条件是为了满足P−1P-1P−1是满足gd≡1(modP)g^d \equiv 1 \pmod{P}gd≡1(modP)的最小正整数,因为111的幂次都是111,所以该条件满足时,P−1P-1P−1无论去掉多少个质因子,ggg的这么多次方模PPP都不会为1。
找到mmm的原根后,若gk(modm)g^k \pmod{m}gk(modm)在∣S∣|S|∣S∣中出现过,则ak=1a_k=1ak=1,否则ak=0a_k=0ak=0。那么将aaa做nnn次最高次项为m−1m-1m−1的循环卷积,就能得到选出nnn个数,乘积模mmm为gk(modm)g^k \pmod{m}gk(modm)的方案数。用快速幂实现即可。
循环卷积?就是做一次NTT后,将ai+=am−1+ia_i+=a_{m-1+i}ai+=am−1+i,然后am−1+i=0a_{m-1+i}=0am−1+i=0即可。
代码
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define RI register int
int read() {
int q=0;char ch=' ';
while(ch<'0'||ch>'9') ch=getchar();
while(ch>='0'&&ch<='9') q=q*10+ch-'0',ch=getchar();
return q;
}
const int G=3,mod=1004535809,N=16390;
int n,m,x,ss,gm,kn,len;
int A[N],k1[N],k2[N],res[N],rev[N],gk[N];
int qm(int x,int p) {return x>=p?x-p:x;}
int ksm(int x,int y,int p) {
int re=1;
for(;y;y>>=1,x=1LL*x*x%p) if(y&1) re=1LL*re*x%p;
return re;
}
void NTT(int *a,int n,int x) {
for(RI i=0;i<n;++i) if(rev[i]>i) swap(a[i],a[rev[i]]);
for(RI i=1;i<n;i<<=1) {
int gn=ksm(G,(mod-1)/(i<<1),mod);
for(RI j=0;j<n;j+=i<<1) {
int g=1,t1,t2;
for(RI k=0;k<i;++k,g=1LL*g*gn%mod) {
t1=a[j+k],t2=1LL*g*a[j+i+k]%mod;
a[j+k]=qm(t1+t2,mod),a[j+i+k]=qm(t1-t2+mod,mod);
}
}
}
if(x==1) return;
int inv=ksm(n,mod-2,mod);reverse(a+1,a+n);
for(RI i=0;i<n;++i) a[i]=1LL*a[i]*inv%mod;
}
void mul(int *a,int *b) {
for(RI i=0;i<kn;++i) k1[i]=a[i],k2[i]=b[i];
NTT(k1,kn,1),NTT(k2,kn,1);
for(RI i=0;i<kn;++i) a[i]=1LL*k1[i]*k2[i]%mod;
NTT(a,kn,-1);
for(RI i=m-1;i<kn;++i)
a[i%(m-1)]=qm(a[i%(m-1)]+a[i],mod),a[i]=0;
}
void work1() {
int flag=0;
for(RI i=1;i<=ss;++i) if(read()==0) flag=1;
if(flag) printf("%d\n",qm(ksm(ss,n,mod)-ksm(ss-1,n,mod)+mod,mod));
else puts("0");
}
int pri[8005],vis[8005],js;
int getgm(int x) {
int kx=x-1;
for(RI i=2;i*i<=kx;++i)
if(kx%i==0) {pri[++js]=i;while(kx%i==0) kx/=i;}
if(kx!=1) pri[++js]=kx;
for(RI i=2;;++i) {
int flag=1;
if(ksm(i,x-1,x)!=1) continue;
for(RI j=1;j<=js;++j)
if(ksm(i,(x-1)/pri[j],x)==1) {flag=0;break;}
if(flag) return i;
}
}
void work2() {
res[0]=1;
kn=1;while(kn<=2*m-4) kn<<=1,++len;
for(RI i=0;i<kn;++i) rev[i]=(rev[i>>1]>>1)|((i&1)<<(len-1));
for(RI i=n;i;i>>=1,mul(A,A)) if(i&1) mul(res,A);
printf("%d\n",res[gk[x]]);
}
int main()
{
n=read(),m=read(),x=read(),ss=read();
if(x==0) {work1();return 0;}
gm=getgm(m);
for(RI i=1;i<=ss;++i) vis[read()]=1;
for(RI now=1,i=0;i<m-1;++i,now=1LL*now*gm%m) gk[now]=i,A[i]=vis[now];
work2();
return 0;
}