【BZOJ3122】随机数生成器(BSGS,数论)

题面

BZOJ
洛谷
这里写图片描述

题解

考虑一下递推式
发现一定可以写成一个
Xi+1=(X1+c)aic 的形式
直接暴力解一下
Xi+1+c=a(Xi+c)
解得 c=ba1
这样子,相当于得到了一个 kaxt+c(mod p) 这样的式子
这个显然是个裸的 BSGS
直接解出来就行了

注意特判一下 a=0,a=1,X1=t 这几种情况。

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<cstring>
#include<cmath>
#include<algorithm>
#include<set>
#include<map>
#include<vector>
#include<queue>
using namespace std;
#define ll long long
#define RG register
inline int read()
{
    RG int x=0,t=1;RG char ch=getchar();
    while((ch<'0'||ch>'9')&&ch!='-')ch=getchar();
    if(ch=='-')t=-1,ch=getchar();
    while(ch<='9'&&ch>='0')x=x*10+ch-48,ch=getchar();
    return x*t;
}
int fpow(int a,int b,int MOD)
{
    int s=1;
    while(b){if(b&1)s=1ll*s*a%MOD;a=1ll*a*a%MOD;b>>=1;}
    return s;
}
const int HashMod=111111;
struct HashTable
{
    struct Line{int u,v,next;}e[100000];
    int h[HashMod],cnt;
    void Add(int u,int v,int w){e[++cnt]=(Line){w,v,h[u]};h[u]=cnt;}
    void clear(){memset(h,0,sizeof(h));cnt=0;}
    void Insert(int x,int i){Add(x%HashMod,i,x);}
    int Query(int x)
    {
        for(RG int i=h[x%HashMod];i;i=e[i].next)
            if(e[i].u==x)return e[i].v;
        return -1;
    }
}Hash;
int BSGS(int a,int y,int z,int p)
{
    if(y%p==0)return -2;
    if(z==a)return -1;
    Hash.clear();
    int m=sqrt(p)+1;
    for(RG int i=0,t=z;i<m;++i,t=1ll*t*y%p)Hash.Insert(t,i);
    for(RG int i=1,tt=fpow(y,m,p),t=1ll*a*tt%p;i<=m;++i,t=1ll*t*tt%p)
    {
        int B=Hash.Query(t);if(B==-1)continue;
        return i*m-B;
    }
    return -2;
}
int main()
{
    int T=read(),p,a,b,c,X1,t;
    while(T--)
    {
        p=read();a=read();b=read();X1=read();t=read();
        if(X1==t){puts("1");continue;}
        if(a==0){if(b==t)puts("2");else puts("-1");continue;}
        if(a==1)
        {
            if(b==0){puts("-1");continue;}
            t=(t+p-X1)%p;
            t=1ll*t*fpow(b,p-2,p)%p;
            printf("%d\n",t+1);
            continue;
        }
        c=1ll*b*fpow(a-1,p-2,p)%p;
        t=(t+c)%p;X1=(X1+c)%p;
        printf("%d\n",BSGS(X1,a,t,p)+1);
    }
    return 0;
}

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