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問題 No.1255 ハイレーツ・オブ・ボリビアン
ユーザー furafura
提出日時 2020-10-09 22:32:16
言語 C++17
(gcc 13.2.0 + boost 1.83.0)
結果
AC  
実行時間 123 ms / 2,000 ms
コード長 3,915 bytes
コンパイル時間 2,367 ms
コンパイル使用メモリ 212,356 KB
実行使用メモリ 4,380 KB
最終ジャッジ日時 2023-09-30 14:42:37
合計ジャッジ時間 3,969 ms
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ソースコード

diff # 

// OEIS A002326

#include <bits/stdc++.h>

#define rep(i,n) for(int i=0;i<(n);i++)

using namespace std;
using lint=long long;

template<class R>
class matrix{
	vector<vector<R>> a;
public:
	matrix(int n):a(n,vector<R>(n)){}
	matrix(int m,int n):a(m,vector<R>(n)){}

	matrix& operator+=(const matrix& A){
		assert(h()==A.h() && w()==A.w());
		int m=h(),n=w();
		rep(i,m) rep(j,n) (*this)[i][j]+=A[i][j];
		return *this;
	}
	matrix& operator-=(const matrix& A){
		assert(h()==A.h() && w()==A.w());
		int m=h(),n=w();
		rep(i,m) rep(j,n) (*this)[i][j]-=A[i][j];
		return *this;
	}
	matrix& operator*=(const matrix& A){
		assert(w()==A.h());
		int m=h(),n=w(),l=A.w();
		matrix B(m,l);
		rep(i,m) rep(j,l) rep(k,n) B[i][j]+=(*this)[i][k]*A[k][j];
		swap(*this,B);
		return *this;
	}
	matrix operator+(const matrix& A)const{ return matrix(*this)+=A; }
	matrix operator-(const matrix& A)const{ return matrix(*this)-=A; }
	matrix operator*(const matrix& A)const{ return matrix(*this)*=A; }
	const vector<R>& operator[](int i)const{ return a[i]; }
	vector<R>& operator[](int i){ return a[i]; }

	vector<R> operator*(const vector<R>& v)const{
		assert(w()==v.size());
		int m=h(),n=w();
		vector<R> res(m);
		rep(i,m) rep(j,n) res[i]+=(*this)[i][j]*v[j];
		return res;
	}

	int h()const{ return a.size(); }
	int w()const{ return a.empty()?0:a[0].size(); }

	static matrix identity(int n){
		matrix I(n);
		rep(i,n) I[i][i]=R{1};
		return I;
	}
};

template<class R>
matrix<R> pow(matrix<R> A,long long k){
	assert(A.h()==A.w());
	matrix<R> B=matrix<R>::identity(A.h());
	for(;k>0;k>>=1){
		if(k&1) B*=A;
		A*=A;
	}
	return B;
}

int MOD;
class mint{
//	int x;
	lint x;
public:
	mint():x(0){}
	mint(long long y){ x=y%MOD; if(x<0) x+=MOD; }

	mint& operator+=(const mint& m){ x+=m.x; if(x>=MOD) x-=MOD; return *this; }
	mint& operator-=(const mint& m){ x-=m.x; if(x<   0) x+=MOD; return *this; }
	mint& operator*=(const mint& m){ x=1LL*x*m.x%MOD; return *this; }
	mint& operator/=(const mint& m){ return *this*=inverse(m); }
	mint operator+(const mint& m)const{ return mint(*this)+=m; }
	mint operator-(const mint& m)const{ return mint(*this)-=m; }
	mint operator*(const mint& m)const{ return mint(*this)*=m; }
	mint operator/(const mint& m)const{ return mint(*this)/=m; }
	mint operator-()const{ return -x; }

	friend mint inverse(const mint& m){
		int a=m.x,b=MOD,u=1,v=0;
		while(b>0){ int t=a/b; a-=t*b; swap(a,b); u-=t*v; swap(u,v); }
		return u;
	}

	friend istream& operator>>(istream& is,mint& m){ long long t; is>>t; m=t; return is; }
	friend ostream& operator<<(ostream& os,const mint& m){ return os<<m.x; }
	int to_int()const{ return x; }
};

mint operator+(long long x,const mint& m){ return mint(x)+m; }
mint operator-(long long x,const mint& m){ return mint(x)-m; }
mint operator*(long long x,const mint& m){ return mint(x)*m; }
mint operator/(long long x,const mint& m){ return mint(x)/m; }

vector<long long> divisors(long long a){
	vector<long long> res;
	for(long long i=1;i*i<=a;i++) if(a%i==0) {
		res.emplace_back(i);
		if(i*i<a) res.emplace_back(a/i);
	}
	sort(res.begin(),res.end());
	return res;
}

lint phi(lint a){
	lint res=a;
	for(lint p=2;p*p<=a;p++) if(a%p==0) {
		res=res/p*(p-1);
		do{ a/=p; }while(a%p==0);
	}
	if(a>1) res=res/a*(a-1);
	return res;
}

void solve(){
	int n; scanf("%d",&n);
	for(lint d:divisors(phi(2*n-1))){
		MOD=2*n-1;
		matrix<mint> A(2);
		A[0][0]=2; A[0][1]=1;
		A[1][0]=0; A[1][1]=1;
		if(pow(A,d)[0][1].to_int()==0){
			printf("%lld\n",d);
			break;
		}
	}
}

int main(){
// experiment
/*
	for(int n=1;n<30;n++){
		auto f=[&](vector<int> p){
			vector<int> q(2*n);
			rep(i,n){
				q[2*i]=p[i];
				q[2*i+1]=p[n+i];
			}
			return q;
		};

		vector<int> p(2*n);
		iota(p.begin(),p.end(),0);
		auto p0=p;
		int cnt=0;
		while(1){
			p=f(p);
			cnt++;
			if(p==p0) break;
		}
		printf("n = %2d: %d\n",n,cnt);
	}
*/
	int q; scanf("%d",&q); rep(_,q) solve();
	return 0;
}
0