POJ 1091(跳蚤-扩展欧几里德有解推论+容斥原理)


Language:
跳蚤
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Description

Z城市居住着很多只跳蚤。在Z城市周六生活频道有一个娱乐节目。一只跳蚤将被请上一个高空钢丝的正中央。钢丝很长,可以看作是无限长。节目主持人会给该跳蚤发一张卡片。卡片上写有N+1个自然数。其中最后一个是M,而前N个数都不超过M,卡片上允许有相同的数字。跳蚤每次可以从卡片上任意选择一个自然数S,然后向左,或向右跳S个单位长度。而他最终的任务是跳到距离他左边一个单位长度的地方,并捡起位于那里的礼物。 
比如当N=2,M=18时,持有卡片(10, 15, 18)的跳蚤,就可以完成任务:他可以先向左跳10个单位长度,然后再连向左跳3次,每次15个单位长度,最后再向右连跳3次,每次18个单位长度。而持有卡片(12, 15, 18)的跳蚤,则怎么也不可能跳到距他左边一个单位长度的地方。 
当确定N和M后,显然一共有M^N张不同的卡片。现在的问题是,在这所有的卡片中,有多少张可以完成任务。 

Input

两个整数N和M(N <= 15 , M <= 100000000)。

Output

可以完成任务的卡片数。

Sample Input

2 4

Sample Output

12

Hint

这12张卡片分别是: 
(1, 1, 4), (1, 2, 4), (1, 3, 4), (1, 4, 4), (2, 1, 4), (2, 3, 4), 
(3, 1, 4), (3, 2, 4), (3, 3, 4), (3, 4, 4), (4, 1, 4), (4, 3, 4) 

Source

a1x1+a2x2+–anxn+a(n+1)M=1

则(a1,a2,..an,M)=1

所以用容斥原理计算出gcd≠1的情况的总数

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<cmath>
#include<algorithm>
#include<iostream>
#include<cstdlib>
#include<functional>
using namespace std;
#define MAXN (15)
#define MAXM (100000000)
int n,m;
long long ans=0,temp=0;
int a[MAXM],tot=0;
long long pow2(long long a,int b)
{
	if (b==1) return a;
	else if (b%2)
	{
		long long p=pow2(a,b/2);
		return p*p*a;
	}
	else
	{
		long long p=pow2(a,b/2);
		return p*p;
	}
}
void dfs(int j,int c,int cost,int l)
{
	if (c==l)
	{
		int p=m/cost;
		if (l&1) ans+=pow2(p,n);
		else ans-=pow2(p,n);
		return;
	}
	for (int i=j+1;i<=tot+1-l+c;i++)
		dfs(i,c+1,cost*a[i],l);



}
int main()
{
	scanf("%d%d",&n,&m);
	int m2=m;
	for (int i=2;i<=(int)sqrt((double)m2);i++)
		if (0==m2%i)
		{
			a[++tot]=i;
			while (0==m2%i) m2/=i;
		}
	if (m2^1) a[++tot]=m2;
//	for (int i=1;i<=tot;i++) cout<<a[i]<<' ';
	for (int i=1;i<=tot;i++) dfs(0,0,1,i);
//	ans=pow(m,n)-ans;
	printf("%lldn",(long long)pow2(m,n)-ans);


	return 0;
}