【poj 1286 Necklace of Beads】【具有对称性的计数】【polya计数】【项链染色方案数】

【链接】

http://poj.org/problem?id=1286

【题意】

n个珠子串成一个圆,用三种颜色去涂色。问一共有多少种不同的涂色方法(翻转,旋转相同)

翻转:如果n是奇数,则存在n中置换,每种置换包含n/2+1种循环(即轮换)。

            如果n是偶数,如果对称轴过顶点,则存在n/2种置换,每种置换包含n/2种循环(即轮换)

 如果对称轴不过顶点,则存在n/2种置换,每种置换包含n/2+1种循环(即轮换)

旋转:n个点顺时针或者逆时针旋转i个位置的置换,轮换个数为gcd(n,i)

最后要:  ans/=(置换数)(|G|=n+n/2+n/2)

【代码】

#include<cstdio>
#include<math.h>
#include<algorithm>
using namespace std;
const int maxn = 1e4 + 6;
typedef long long ll;

ll gcd(ll a, ll b) {
	return b==0 ? a : gcd(b, a%b);
}

int main() {
	int n;
	while (~scanf("%d", &n), (n + 1)) {
		if (n == 0) {
			printf("0\n");
			continue;
		}
		ll ans = 0;
		for (int i = 1; i <= n; i++) {
			ans += pow(1.0*3, 1.0*gcd(i, n));
		}
		if (n & 1)ans += n * pow(1.0*3,1.0*(n / 2 + 1));
		else ans += n / 2 * pow(3.0, 1.0*(n / 2 + 1)) + n / 2 * pow(3.0, n / 2);
		ans /= 2 * n;
		printf("%lld\n", ans);
	}
}

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