【HDU 5833】Zhu and 772002(异或方程组高斯消元讲解)

时间:2024-04-03 15:06:02

题目大意:给出n个数字a[],将a[]分解为质因子(保证分解所得的质因子不大于2000),任选一个或多个质因子,使其乘积为完全平方数。求其方法数。

学长学姐们比赛时做的,当时我一脸懵逼的不会搞……所以第二天上午花了一上午学习了一下线性代数。

题目思路:

任选一个或多个质因子,起乘积为完全数m,因为组成它的均为素数,假设组成m的素数的种类为n,那么这n类素数中每类素数的个数应为偶数。

可设:a[i][j]=0代表第i种素数可在a[j]中分离出的个数为偶数,a[i][j]=1代表第i种素数可在a[j]中分离出的个数为奇数数。

          b[i]=1代表选择这类素数,b[i]=0代表不选择这类素数。

列出线性方程组:

a11x1+a12x2+...+a1nxn=0

a21x1+a22x2+...+a2nxn=0

...

an1x1+an2x2+...+annxn=0

求解的个数 ans

转化为矩阵形式:

矩阵A=

a11 a12 a13 …………a1n

a21 a22 a23 …………a2n

……………………………………

……………………………………

an1 an2 an3 …………ann

通过初等变换可将矩阵A换成类似下面矩阵B的形式

a11 a12 a13 ……a1n

0     a22 a23 ……a2n

0       0    a33……a3n

0       0    0    ……arn

再将矩阵B转化成线性方程组 可求出最后一组方程的解,倒着往回求可求出所有方程解

可解出的方程组共 r 个,由秩的定义可知 r等矩阵A的秩

由定理:

对于n元齐次线性方程组如果r<n,则方程组含n-r个*未知量。

解的个数ans=2^(n-r)-1(减去全0解)

具体操作:

#include<cstdio>
#include<stdio.h>
#include<cstdlib>
#include<cmath>
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstring>
#include<vector>
#include<queue>
#define INF 0x3f3f3f
#define MAX 2105
#define MOD 1000000007 using namespace std; long long c[MAX][],p[MAX],v[MAX],a[MAX],cnt,n;//c存矩阵,p存素数表,cnt代表素数的个数 void MakeTab()//打素数表
{
int i,j;
memset(v,,sizeof(v));
memset(p,,sizeof(p));
cnt=;
for(i=; i<=; i++)
{
if(!v[i])
{
p[++cnt]=i;
for(j=i; j<=; j+=i)
{
v[j]=;
}
}
}
} int Rank()//计算秩
{
int i,j,k,r,u;
i=;
j=;
while(i<=cnt && j<=n)
{
r=i;
while(!c[r][j] && r<=cnt)
r++;
if(c[r][j])
{
swap(c[i],c[r]);//如果发现了第r行第j列为1,就讲r行和i行行互换(初等行变换)
for(u=i+; u<=cnt; u++)
{
if(c[u][j])
{
for(k=i; k<=n; k++)
{
c[u][k]=c[u][k]^c[i][k];//每找到一个未知数就对其进行亦或处理,去掉系数c[i][k]
} }
}
i++;
}
j++;
}
return i;
} int main()
{
MakeTab();
int i,j,cns=,T;
scanf("%d",&T);
while(T--)
{
scanf("%lld",&n);
memset(c,,sizeof(c));
for(i=; i<=n; i++)
{
scanf("%lld",&a[i]);
} for(i=; i<=n; i++)
{
for(j=; j<=cnt; j++)
{
long long num=a[i];
if(num%p[j]==)
{
while(num%p[j]==)
{
num/=p[j];
c[j][i]=c[j][i]^;
}
}
}
} long long k=(n-Rank());
long long ans=;
for(i=; i<=k; i++)
ans=(ans*)%MOD;
printf("Case #%d:\n",cns++);
printf("%lld\n",ans-);//去掉全0的解
}
return ;
}