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問題 No.1727 [Cherry 3rd Tune] Stray
ユーザー tokusakuraitokusakurai
提出日時 2021-10-29 23:12:59
言語 C++17
(gcc 12.3.0 + boost 1.83.0)
結果
AC  
実行時間 2 ms / 6,000 ms
コード長 6,910 bytes
コンパイル時間 2,532 ms
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最終ジャッジ日時 2024-10-07 12:50:21
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ソースコード

diff # 

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define rep(i, n) for (int i = 0; i < n; i++)
#define rep2(i, x, n) for (int i = x; i <= n; i++)
#define rep3(i, x, n) for (int i = x; i >= n; i--)
#define each(e, v) for (auto &e : v)
#define pb push_back
#define eb emplace_back
#define all(x) x.begin(), x.end()
#define rall(x) x.rbegin(), x.rend()
#define sz(x) (int)x.size()
using ll = long long;
using pii = pair<int, int>;
using pil = pair<int, ll>;
using pli = pair<ll, int>;
using pll = pair<ll, ll>;

template <typename T>
bool chmax(T &x, const T &y) {
    return (x < y) ? (x = y, true) : false;
}

template <typename T>
bool chmin(T &x, const T &y) {
    return (x > y) ? (x = y, true) : false;
}

template <typename T>
int flg(T x, int i) {
    return (x >> i) & 1;
}

template <typename T>
void print(const vector<T> &v, T x = 0) {
    int n = v.size();
    for (int i = 0; i < n; i++) cout << v[i] + x << (i == n - 1 ? '\n' : ' ');
}

template <typename T>
void printn(const vector<T> &v, T x = 0) {
    int n = v.size();
    for (int i = 0; i < n; i++) cout << v[i] + x << '\n';
}

template <typename T>
int lb(const vector<T> &v, T x) {
    return lower_bound(begin(v), end(v), x) - begin(v);
}

template <typename T>
int ub(const vector<T> &v, T x) {
    return upper_bound(begin(v), end(v), x) - begin(v);
}

template <typename T>
void rearrange(vector<T> &v) {
    sort(begin(v), end(v));
    v.erase(unique(begin(v), end(v)), end(v));
}

template <typename T>
vector<int> id_sort(const vector<T> &v, bool greater = false) {
    int n = v.size();
    vector<int> ret(n);
    iota(begin(ret), end(ret), 0);
    sort(begin(ret), end(ret), [&](int i, int j) { return greater ? v[i] > v[j] : v[i] < v[j]; });
    return ret;
}

struct io_setup {
    io_setup() {
        ios_base::sync_with_stdio(false);
        cin.tie(NULL);
        cout << fixed << setprecision(15);
    }
} io_setup;

const int inf = (1 << 30) - 1;
const ll INF = (1LL << 60) - 1;
const int MOD = 1000000007;
// const int MOD = 998244353;

template <typename T>
vector<T> divisors(const T &n) {
    vector<T> ret;
    for (T i = 1; i * i <= n; i++) {
        if (n % i == 0) {
            ret.push_back(i);
            if (i * i != n) ret.push_back(n / i);
        }
    }
    sort(begin(ret), end(ret));
    return ret;
}

template <typename T>
vector<pair<T, int>> prime_factor(T n) {
    vector<pair<T, int>> ret;
    for (T i = 2; i * i <= n; i++) {
        int cnt = 0;
        while (n % i == 0) cnt++, n /= i;
        if (cnt > 0) ret.emplace_back(i, cnt);
    }
    if (n > 1) ret.emplace_back(n, 1);
    return ret;
}

template <typename T>
bool is_prime(const T &n) {
    if (n == 1) return false;
    for (T i = 2; i * i <= n; i++) {
        if (n % i == 0) return false;
    }
    return true;
}

// 1,2,...,nのうちkと互いに素である自然数の個数
template <typename T>
T coprime(T n, T k) {
    vector<pair<T, int>> ps = prime_factor(k);
    int m = ps.size();
    T ret = 0;
    for (int i = 0; i < (1 << m); i++) {
        T prd = 1;
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            if ((i >> j) & 1) prd *= ps[j].first;
        }
        ret += (__builtin_parity(i) ? -1 : 1) * (n / prd);
    }
    return ret;
}

vector<bool> Eratosthenes(const int &n) {
    vector<bool> ret(n + 1, true);
    if (n >= 0) ret[0] = false;
    if (n >= 1) ret[1] = false;
    for (int i = 2; i * i <= n; i++) {
        if (!ret[i]) continue;
        for (int j = i + i; j <= n; j += i) ret[j] = false;
    }
    return ret;
}

vector<int> Eratosthenes2(const int &n) {
    vector<int> ret(n + 1);
    iota(begin(ret), end(ret), 0);
    if (n >= 0) ret[0] = -1;
    if (n >= 1) ret[1] = -1;
    for (int i = 2; i * i <= n; i++) {
        if (ret[i] < i) continue;
        for (int j = i + i; j <= n; j += i) ret[j] = min(ret[j], i);
    }
    return ret;
}

template <int mod>
struct Mod_Int {
    int x;

    Mod_Int() : x(0) {}

    Mod_Int(long long y) : x(y >= 0 ? y % mod : (mod - (-y) % mod) % mod) {}

    static int get_mod() { return mod; }

    Mod_Int &operator+=(const Mod_Int &p) {
        if ((x += p.x) >= mod) x -= mod;
        return *this;
    }

    Mod_Int &operator-=(const Mod_Int &p) {
        if ((x += mod - p.x) >= mod) x -= mod;
        return *this;
    }

    Mod_Int &operator*=(const Mod_Int &p) {
        x = (int)(1LL * x * p.x % mod);
        return *this;
    }

    Mod_Int &operator/=(const Mod_Int &p) {
        *this *= p.inverse();
        return *this;
    }

    Mod_Int &operator++() { return *this += Mod_Int(1); }

    Mod_Int operator++(int) {
        Mod_Int tmp = *this;
        ++*this;
        return tmp;
    }

    Mod_Int &operator--() { return *this -= Mod_Int(1); }

    Mod_Int operator--(int) {
        Mod_Int tmp = *this;
        --*this;
        return tmp;
    }

    Mod_Int operator-() const { return Mod_Int(-x); }

    Mod_Int operator+(const Mod_Int &p) const { return Mod_Int(*this) += p; }

    Mod_Int operator-(const Mod_Int &p) const { return Mod_Int(*this) -= p; }

    Mod_Int operator*(const Mod_Int &p) const { return Mod_Int(*this) *= p; }

    Mod_Int operator/(const Mod_Int &p) const { return Mod_Int(*this) /= p; }

    bool operator==(const Mod_Int &p) const { return x == p.x; }

    bool operator!=(const Mod_Int &p) const { return x != p.x; }

    Mod_Int inverse() const {
        assert(*this != Mod_Int(0));
        return pow(mod - 2);
    }

    Mod_Int pow(long long k) const {
        Mod_Int now = *this, ret = 1;
        for (; k > 0; k >>= 1, now *= now) {
            if (k & 1) ret *= now;
        }
        return ret;
    }

    friend ostream &operator<<(ostream &os, const Mod_Int &p) { return os << p.x; }

    friend istream &operator>>(istream &is, Mod_Int &p) {
        long long a;
        is >> a;
        p = Mod_Int<mod>(a);
        return is;
    }
};

using mint = Mod_Int<MOD>;

int main() {
    int T;
    cin >> T;

    while (T--) {
        int N, C;
        cin >> N >> C;

        vector<int> ds = divisors(N);
        vector<pii> ps = prime_factor(N);
        int K = sz(ds);

        vector<int> c(K, 1);
        rep(i, K) {
            int memo = ds[i];
            each(e, ps) {
                int t = 0;
                while (memo % e.first == 0) {
                    memo /= e.first;
                    t++;
                }
                if (t >= 2) c[i] = 0;
                if (t == 1) c[i] *= -1;
            }
        }

        vector<int> cnt(K, 0);
        rep(i, K) {
            rep(j, i + 1) {
                if (ds[i] % ds[j] == 0) cnt[i] += c[j] * (ds[i] / ds[j]);
            }
        }

        // rep(i, K) cout << ds[i] << ' ' << cnt[i] << '\n';

        mint ans = 0;
        rep(i, K) {
            int x = N / ds[i];
            ans += mint(C).pow(2 * x) * cnt[i];
        }

        ans += mint(C).pow(N) * N;

        cout << ans / mint(2 * N) << '\n';
    }
}
0