HDU6956-Pass!(2021杭电多校一)(BSGS)

本文探讨了一种通过构造辅助项x×f(t-1)简化通项的技巧,将问题转化为n-1次多项式形式。通过特殊取值和BSGS方法,作者展示了如何快速求解特定形式的递推序列,并分析了奇偶性对求解的影响。最后,通过预计算和枚举策略,给出了高效的代码实现。

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Pass!

f ( 1 ) = 0 , f ( 2 ) = n − 1 , f ( t ) = ( n − 2 ) × f ( t − 1 ) + ( t − 1 ) × f ( t − 2 ) f(1) = 0, f(2) = n - 1, f(t) = (n - 2) \times f(t - 1) + (t - 1) \times f(t - 2) f(1)=0,f(2)=n1,f(t)=(n2)×f(t1)+(t1)×f(t2),考虑对通项两边同时加一个 x × f ( t − 1 ) x \times f(t - 1) x×f(t1)

可以得到 f ( t ) + x × f ( t − 1 ) = ( n − 1 + x ) × ( f ( t − 1 ) + f ( t − 2 ) ) f(t) + x \times f(t - 1) = (n - 1 + x) \times (f(t - 1) + f(t - 2)) f(t)+x×f(t1)=(n1+x)×(f(t1)+f(t2)),所以可以得到两个 x x x,然后得到 f ( t ) = ( n − 1 ) t + ( n − 1 ) × ( − 1 ) t n f(t) = \frac{(n - 1) ^ t + (n - 1) \times (-1) ^ t}{n} f(t)=n(n1)t+(n1)×(1)t

接下来特判几个解,即可分奇偶即可进行 B S G S BSGS BSGS求解,整体复杂度 T × σ × m o d T \times \sigma \times \sqrt {mod} T×σ×mod

( n − 1 ) t + ( n − 1 ) × ( − 1 ) t = n × x t = i × m − j , 可 以 考 虑 取 m 为 偶 数 , i ≥ 1 ( n − 1 ) i × m − j = n × x − ( n − 1 ) × ( − 1 ) j ( n − 1 ) i × m = ( n × x − ( n − 1 ) × ( − 1 ) j ) × ( n − 1 ) j (n - 1) ^ t + (n - 1) \times (-1) ^ t = n \times x\\ t = i \times m - j, 可以考虑取m为偶数, i \geq 1\\ (n - 1) ^{i \times m - j} = n \times x - (n - 1) \times (-1) ^ j\\ (n - 1) ^{i \times m} = (n \times x - (n - 1) \times (-1) ^ j) \times (n - 1) ^ j\\ (n1)t+(n1)×(1)t=n×xt=i×mj,m,i1(n1)i×mj=n×x(n1)×(1)j(n1)i×m=(n×x(n1)×(1)j)×(n1)j

m > m o d m > \sqrt {mod} m>mod ,可以发现 j j j最多有 m m m个取值即可,同时, i i i也最多有 m m m个取值,用 m p a mpa mpa存下右边的 m m m个值,然后枚举左边即可。

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

const int mod = 998244353, M = 31596;

int n, x;

unordered_map<int, int> mp;

inline int add(int x, int y) {
  return x + y < mod ? x + y : x + y - mod;
}

inline int sub(int x, int y) {
  return x >= y ? x - y : x - y + mod;
}

int main() {
  // freopen("in.txt", "r", stdin);
  // freopen("out.txt", "w", stdout);
  int T;
  scanf("%d", &T);
  while (T--) {
    scanf("%d %d", &n, &x);
    if (x == 1) {
      puts("0");
      continue;
    }
    int base = 1, p = n - 1;
    for (int i = 0, s = 1; i < M; i++, s = 1ll * s * p % mod) {
      base = 1ll * base * p % mod;
      if (i & 1) {
        int cur = 1ll * add(1ll * n * x % mod, p) * s % mod;
        mp[cur] = i;
      }
      else {
        int cur = 1ll * sub(1ll * n * x % mod, p) * s % mod;
        mp[cur] = i;
      }
    }
    int ans = -1;
    for (int i = 1, s = base; i <= M; i++, s = 1ll * s * base % mod) {
      if (mp.count(s)) {
        ans = i * M - mp[s];
        break;
      }
    }
    printf("%d\n", ans);
    mp.clear();
  }
  return 0;
}
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