[HAOI2018]奇怪的背包

Posted by Dispwnl on March 13, 2019

题目

题目描述

小C非常擅长背包问题,他有一个奇怪的背包,这个背包有一个参数 $P$ ,当他向这个背包内放入若干个物品后,背包的重量是物品总体积对 $P$ 取模后的结果.

现在小C有 $n$ 种体积不同的物品,第 $i$ 种占用体积为 $V_i$ ,每种物品都有无限个.他会进行 $q$ 次询问,每次询问给出重量 $w_i$ ,你需要回答有多少种放入物品的方案,能将一个初始为空的背包的重量变为 $w_i$ .注意,两种方案被认为是不同的,当且仅当放入物品的种类不同,而与每种物品放入的个数无关.不难发现总的方案数为 $2^n$ .

由于答案可能很大,你只需要输出答案对 $10^9 + 7$ 取模的结果.

输入格式

第一行三个整数 $n, q, P$ ,含义见问题描述.

接下来一行 $n$n 个整数表示 $V_i$ .

接下来一行 $q$q 个整数表示 $w_i$ .

输出格式

输出 $q$ 行,每行一个整数表示答案.

样例

样例输入

3 3 6
1 3 4
5 2 3

样例输出

5 
6
6

样例解释

对于第一个询问 $5$ ,选择$ {1}, {1, 3}, {1, 4}, {3, 4}, {1, 3, 4}$ 都是合法的方案.

数据范围与提示

对于所有数据,有 $1 \le n, q \le 10^6, 3 \le P \le 10^9, 0 < V_i, w_i < P$ .

保证 $V_i$ 两两不同.

题解

首先考虑对于$n=1$的情况,有$kv\equiv w(\mod P)$,即$kv+k_1P=w$,由贝祖定理得,$\gcd(k,P)\vert w$

所以可以用$\gcd(V_i,P)$代替$V_i$了,考虑两个数的情况,即$aV_x+bV_y=w$,还是贝祖定理,$\gcd(V_x,V_y)\vert w$,进而能推广到更多数的情况:$\gcd(V_{a_1},V_{a_2},V_{a_3},…,V_{a_k})\vert w$

这样似乎就可以$dp$了,设$f_{i,j}$表示从$P$前$i$个约数中选择,现在的$\gcd$为第$j$个约数的方案数,设$d_i$表示$P$的第$i$个约数,$t_i$表示第$i$个约数的出现次数(指$V$数组中),则第$i$个约数能贡献的方案数为$2^{t_i}-1$种,有方程

$f_{i,j}=f_{i-1,j}+(1+\sum_{\gcd(d_i,d_k)==d_j}f_{i-1,k})\times (2^{t_i}-1)$

因为有一个$P$很大的时候约数个数不会超过$P^{\frac{1}{3}}$的结论,所以这个式子可以暴力$O(N^2)$转移($N$为约数个数)

现在要回答询问,显然能产生贡献的为$w$的约数(即$\gcd(w,P)$的约数),处理一个类似前缀和的东西然后二分找约数位置即可

本地TLE但$OJ$上跑的还挺快emmmm

代码

# include<iostream>
# include<cstring>
# include<cstdio>
# include<cmath>
# include<map>
# include<algorithm>
using namespace std;
const int N=2e3+5,MAX=1e6+5,mod=1e9+7;
int n,q,P,cnt;
int v[MAX],A[N],num[N],qwq[MAX],sum[N];
int f[N][N];
map<int,int> mp;
int read()
{
	int x(0);
	char ch=getchar();
	for(;!isdigit(ch);ch=getchar());
	for(;isdigit(ch);x=x*10+ch-48,ch=getchar());
	return x;
}
int look(int x)
{
	int l=1,r=cnt,ans=cnt;
	while(l<=r)
	{
		int mid(l+r>>1);
		if(A[mid]<=x) ans=mid,l=mid+1;
		else r=mid-1;
	}
	return ans;
}
int gcd(int a,int b) {return b?gcd(b,a%b):a;}
int main()
{
	n=read(),q=read(),P=read(),qwq[0]=1;
	for(int i=1;i<=n;++i)
	  v[i]=gcd(read(),P),qwq[i]=(qwq[i-1]<<1ll)%mod;
	int N=sqrt(P);
	for(int i=1;i<=N;++i)
	  if(P%i==0)
	  {
	  	A[++cnt]=i;
	  	if(i!=P/i) A[++cnt]=P/i;
	  }
	sort(A+1,A+1+cnt),sort(v+1,v+1+n);
	for(int i=1,L=1;i<=cnt;++i)
	  {
	  	mp[A[i]]=i;
	  	while(v[L]==A[i]&&L<=n) ++num[i],++L;
	  }
	for(int i=1;i<=cnt;++i)
	  {
	  	for(int j=1,x;j<=cnt;++j)
	  	  x=mp[gcd(A[i],A[j])],(f[i][x]+=f[i-1][j])%=mod;
	  	for(int j=1;j<=cnt;++j)
	  	  f[i][j]=(1ll*f[i][j]*(qwq[num[i]]-1+mod)%mod+f[i-1][j])%mod;
	  	(f[i][i]+=(qwq[num[i]]-1+mod)%mod)%=mod;
	  }
	for(int i=1;i<=cnt;++i)
	  for(int j=1;j<=i;++j)
	    if(A[i]%A[j]==0) (sum[i]+=f[cnt][j])%=mod;
	for(int i=1;i<=q;++i)
	  printf("%d\n",sum[look(gcd(read(),P))]);
	return 0;
}