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問題 No.308 素数は通れません
コンテスト
ユーザー zerokugi
提出日時 2015-12-01 08:38:29
言語 C++11（廃止可能性あり）
(gcc 13.3.0)
結果
AC  
実行時間 6 ms / 1,000 ms
コード長 2,550 bytes
コンパイル時間 1,179 ms
コンパイル使用メモリ 77,100 KB
実行使用メモリ 6,824 KB
最終ジャッジ日時 2024-11-27 18:08:34
合計ジャッジ時間 3,399 ms
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（参考情報） 		judge5 / judge1
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ソースコード

diff # 

#include <iostream>
#include <set>
#include <vector>
#include <cassert>
using namespace std;

typedef __int128 Int;

Int mulMod(Int x, Int k, Int m) {
  if (k == 0)     return 0;
  if (k % 2 == 0) return mulMod((x+x) % m, k/2, m);
  else            return (x+mulMod(x, k-1, m)) % m;
}
Int powMod(Int x, Int k, Int m) {
  if (k == 0)     return 1;
  if (k % 2 == 0) return powMod(mulMod(x, x, m) % m, k/2, m);
  else            return mulMod(x, powMod(x, k-1, m), m);
}
bool suspect(Int a, int s, Int d, Int n) {
  Int x = powMod(a, d, n);
  if (x == 1) return true;
  for (int r = 0; r < s; ++r) {
    if (x == n - 1) return true;
    x = mulMod(x, x, n);
  }
  return false;
}
bool isPrime(Int n) {
  if (n <= 1 || (n > 2 && n % 2 == 0)) return false;
  int test[] = {2,3,5,7,11,13,17,19,23,27,29,31,-1};
  Int d = n - 1, s = 0;
  while (d % 2 == 0) ++s, d /= 2;
  for (int i = 0; test[i] < n && test[i] != -1; ++i)
    if (!suspect(test[i], s, d, n)) return false;
  return true;
}

vector<int> eratosthenes_sieve(int n){
	vector<int> res(n+1);
	if(n<2) return res;
	res[2]=1;
	for(int i=3;i<=n;i+=2){
		if(i*i<=n && !res[i]) for(int j=i+i+i;j<=n;j+=i+i) res[j]=1;
		res[i]=!res[i];
	}
	return res;
}

string s;
Int n;
vector<int> p;
int solve_naive(Int n){
    for(int i=3;;i++){
        vector<int> ok(2*n);
        ok[0] = 1;
        for(int _=9;_--;)for(int j=0;j<n;j++)if(ok[j] && !p[j+1]){
            if(j/i == (j+1)/i) ok[j+1] = 1;
            if(j>=i) ok[j-i] = 1;
            if(j%i) ok[j-1] = 1;
            ok[j+i] = 1;
        }
        if(ok[n-1]){
            return i;
        }
    }
}

int solve(Int n){
	for(int i=3;;i++){
		set<int> visited({1}), col({1}), q({1});
		int f = 0;
		while(!q.empty() && (col.size() < i || i % 2)){
			int j = *q.begin(); q.erase(q.begin());
			if(j == n){
				f = 1;
				break;
			}
			vector<int> d;
			if(j%i != 0) d.push_back(j+1);
			if(i < j) d.push_back(j-i);
			if(j%i != 1) d.push_back(j-1);
			d.push_back(j+i);
			for(int v : d) if(v <= n && !visited.count(v) && !p[v]){
				visited.insert(v);
				col.insert(v%i);
				q.insert(v);
			}
		}
		
		if(!f && col.size() == i && i % 2 == 0){
			f = (n % i != 1) || !isPrime(n - i);
		}
		if(f){
//			if(i != solve_naive(n)){
//				cout << (int)n << ": " << i << ", " << solve_naive(n) << endl;
//				exit(0);
//			}
			return i;
		}
	}
}

int main(int argc, char *argv[]){
	p = eratosthenes_sieve(100000);
/*	for(int i=4;;i++)if(!p[i]){
		solve(i);
	}
*/
	cin >> s;
	for(char c : s) n = n*10 + c - '0';
	cout << solve(n) << endl;
	return 0;
}
0