概述
定义:
从n个不同元素中,任取m(m≤n)个元素并成一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合;从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有组合的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数。
公式:
在线性写法中被写作C(m,n)。
c(m,n)=p(m,n)/n!=m!/((m-n)!*n!)
性质:
1.互补性质
组合数性质如右图所示:
即从m个不同元素中取出n个元素的组合数=从m个不同元素中取出(m-n)个元素的组合数
这个性质很容易理解,例如C(9,2)=C(9,7),即从9个元素里选择2个元素的方法与从9个元素里选择7个元素的方法是相等的。
规定:C(m,0)=1
2.组合恒等式
若表示在n个物品中选取m个物品,则如存在下述公式: C(n,m)= C(n,n-m)= C(n-1,m-1)+C(n-1,m)
求法:
1、一般方法
直接套公式:
求出m!、n!、(m-n)!然后带人公式;
代码如下:
# include<stdio.h>
# include<math.h>
int f(int n){
int i,m=1;
for(i=1;i<=n;i++){
m=m*i;
}
return m;
}
int main(){
int n,m;
scanf("%d %d",&n,&m);
printf("%dn",f(n)/(f(m)*f(n-m)));
return 0;
}
稍微用点小技巧
long long C(int n,int m)
{
if(m<n-m)
m=n-m;
long long ans=1;
for(int i=m+1;i<=n;++i)
ans*=i;
for(int i=1;i<=n-m;++i)
ans/=i;
return ans;
}
2、杨辉三角
就算是long long最多20!左右;再大就会爆了
那就用到我们大数学家杨辉的三角了
: C(n,m)= C(n,n-m)= C(n-1,m-1)+C(n-1,m)
#include<iostream>
using namespace std;
long long c[100][100];
inline void get_it(int n)
{
c[0][0]=1;
for (int i=1;i<=n;i++)
for (int j=0;j<=i;j++)
if (i==j ||j==0) c[i][j]=1;
else c[i][j]=c[i-1][j]+c[i-1][j-1];
}
int main()
{
get_it(60);
for (int i=1;i<=60;i++)
{for (int j=1;j<=i;j++)
cout<<c[i][j]<<" ";
cout<<endl;}
}
理论上只要数组开的出来都可以,最多,emmm,反正比一般方法强。
3、快速组合数
这个要用快速幂:https://blog.csdn.net/weixin_43272781/article/details/85058595
主要是用在一般方法;求阶乘的时候。
我就不写了。
4、求余组合数
以上方法最多也就到long long的极限,当然超过long long的我们也存储不下了,但是如果我们只需要一部分高阶组合数,用杨辉三角太浪费了吧。而且一般题目会有求余的要求,那么接下来就是大招了。
证明:https://blog.csdn.net/arrowlll/article/details/52629448
1).扩展欧几里德:b*x+p*y=1 有解,x就是所求
2).费马小定理:b^(p-1)=1(mod p),故b*b^(p-2)=1(mod p),所以x=b^(p-2)
2.逆元 其实如果mod是素数 则b的逆元其实就是b^(mod-2)
int inv(int a) {
//return fpow(a, MOD-2, MOD);
return a == 1 ? 1 : (long long)(MOD - MOD / a) * inv(MOD % a) % MOD;
}
LL C(LL n,LL m)
{
if(m < 0)return 0;
if(n < m)return 0;
if(m > n-m) m = n-m;
LL up = 1, down = 1;
for(LL i = 0 ; i < m ; i ++){
up = up * (n-i) % MOD;
down = down * (i+1) % MOD;
}
return up * inv(down) % MOD;
}
Lucas定理:A、B是非负整数,p是质数。A B写成p进制:A=a[n]a[n-1]…a[0],B=b[n]b[n-1]…b[0]。
#include<iostream>
//#include<algorithm>
using namespace std;
typedef long long ll;
int quick_power_mod(int a,int b,int m){//pow(a,b)%m
int result = 1;
int base = a;
while(b>0){
if(b & 1==1){
result = (result*base) % m;
}
base = (base*base) %m;
b>>=1;
}
return result;
}
//计算组合数取模
ll comp(ll a, ll b, int p) {//composite num C(a,b)%p
if(a < b) return 0;
if(a == b) return 1;
if(b > a - b) b = a - b;
int ans = 1, ca = 1, cb = 1;
for(ll i = 0; i < b; ++i) {
ca = (ca * (a - i))%p;
cb = (cb * (b - i))%p;
}
ans = (ca*quick_power_mod(cb, p - 2, p)) % p;
return ans;
}
ll lucas(ll n, ll m, ll p) {
ll ans = 1;
while(n&&m&&ans) {
ans = (ans*comp(n%p, m%p, p)) % p;//also can be recusive
n /= p;
m /= p;
}
return ans;
}
int main(){
ll m,n;
while(cin>>n>>m){
cout<<lucas(n,m,10007)<<endl;
}
return 0;
}
半预处理
//半预处理
const ll MAXN = 100000;
ll fac[MAXN+100];
void init(int mod)
{
fac[0] = 1;
for (int i=1; i<mod; i++){
fac[i] = fac[i-1] * i % mod;
}
}
//半预处理逆元求C(n,m)%mod
ll C(ll n, ll m)
{
if ( m>n ) return 0;
return fac[n] * (GetInverse(fac[m]*fac[n-m], mod)) % mod;
}
typedef long long LL;
const LL maxn(1000005), mod(1e9 + 7);
LL Jc[maxn];
void calJc()
//求maxn以内的数的阶乘
{
Jc[0] = Jc[1] = 1;
for(LL i = 2; i < maxn; i++)
Jc[i] = Jc[i - 1] * i % mod;
}
/*
//拓展欧几里得算法求逆元
void exgcd(LL a, LL b, LL &x, LL &y)
//拓展欧几里得算法
{
if(!b) x = 1, y = 0;
else
{
exgcd(b, a % b, y, x);
y -= x * (a / b);
}
}
LL niYuan(LL a, LL b)
//求a对b取模的逆元
{
LL x, y;
exgcd(a, b, x, y);
return (x + b) % b;
}
*/
//费马小定理求逆元
LL pow(LL a, LL n, LL p)
//快速幂 a^n % p
{
LL ans = 1;
while(n)
{
if(n & 1) ans = ans * a % p;
a = a * a % p;
n >>= 1;
}
return ans;
}
LL niYuan(LL a, LL b)
//费马小定理求逆元
{
return pow(a, b - 2, b);
}
LL C(LL a, LL b)
//计算C(a, b)
{
return Jc[a] * niYuan(Jc[b], mod) % mod
* niYuan(Jc[a - b], mod) % mod;
}
例题
https://blog.csdn.net/weixin_43272781/article/details/85269419
最后
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