#include < iostream >
using namespace std;
int X,Y,K,B;
int X_value[ 33 ] = { 0 }, X_len;
int Y_value[ 33 ] = { 0 }, Y_len;
unsigned long long count_Y, count_X, ret;
void to_base( int base , int * new_value, int * value_len, int value) {
int mod, div, len = 0 ;
while ( value ) {
div = value / base ;
mod = value % base ;
new_value[len ++ ] = mod;
value = div;
}
* value_len = len;
}
void to_little_bigger() {
int len = X_len, i;
for (i = len - 1 ;i >= 0 && X_value[i] <= 1 ;i -- ) ;
if ( i < 0 )
return ;
X_value[i + 1 ] += 1 ;
for ( int j = i + 1 ;j < len;j ++ ) {
X_value[j + 1 ] += X_value[j] / 2 ;
X_value[j] %= 2 ;
}
if (X_value[len] == 1 )
X_len ++ ;
if ( i + 1 > 0 )
memset(X_value, 0 , sizeof ( int ) * (i + 1 ));
}
void to_little_smaller() {
int len = Y_len, i;
for ( i = len - 1 ;i >= 0 && Y_value[i] <= 1 ;i -- ) ;
if ( i < 0 )
return ;
for ( ;i >= 0 ;i -- )
if ( Y_value[i] != 1 )
Y_value[i] = 1 ;
}
int tmp[ 32 ] = { 0 };
unsigned long long C( int m, int n) {
int i;
if ( n == 0 || n == m )
return 1 ;
if ( n > m || m == 0 || n < 0 )
return 0 ;
memset(tmp, 0 , sizeof ( int ) * 32 );
for ( int j = 0 ;j < n;j ++ ) tmp[j] = j + 1 ;
unsigned long long ret = 1 ;
for (i = m - n + 1 ;i <= m;i ++ ) {
ret *= i;
for ( int j = 0 ;j < n;j ++ ) {
if (tmp[j] != - 1 && (ret % tmp[j]) == 0 ) {
ret /= tmp[j];
tmp[j] = - 1 ;
}
}
}
return ret;
}
unsigned long long count_combination( int * value, int len, int K) {
int i,k;
unsigned long long count = 0 ;
for (i = 0 ,k = len - 1 ;k >= 0 ;k -- ) {
if (value[k] == 1 ) {
count += C(k,K - i);
i ++ ;
}
}
return count;
}
int main() {
cin >> X >> Y;
cin >> K;
cin >> B;
to_base(B, X_value, & X_len, X);
to_base(B, Y_value, & Y_len, Y);
to_little_bigger();
to_little_smaller();
count_Y = count_combination(Y_value, Y_len, K);
count_X = count_combination(X_value, X_len, K);
ret = count_Y - count_X;
int cnt = 0 ;
for ( int i = 0 ;i < Y_len;i ++ ) {
if ( Y_value[i] == 1 )
cnt ++ ;
}
if ( cnt == K ) ret ++ ;
cout << ret << endl;
return 0 ;
}
一開始的想法是枚舉,最壞的情況下是
1到2^31-1中,由16個 以2為底的指數的和。那么組合數就是C(31, 16),不知道這樣會不會超時,因為當時馬上認為這會超時,所以就放棄了這個想法。
苦思了很久,發現原來這問題可以轉化成2進制模式處理
例如以下數字
十進制 365 五進制 2430 ?? <=> 2* 5^3 + 4* 5^2 + 3* 5^1 + 0 * 5^1
十進制 2348 五進制 33343 ? ?<=> 3* 5^4 + 3* 5^3 + 3* 5^2 + 4* 5^1 + 3* 5^0
而題目條件中,符合要求的數據都是由 系數為1的K個以B為底的項相加之和
因此要符合給定區間[X, Y],那么就可以把X和Y先轉換成對應的符合要求的形式
假如現在X=365,Y=2348
那么2340就應該轉換成10000,33343轉換成11111
這里展示的規律是:
1. 對一個B進制數D1,要構造一個B進制數D2,D2只由0和1構成,而且是大于等于D1的所有數里面最小的那個,那么D2的構造方法就是
設D1長度為L1,從左到右第i位大于1,那么第i到L1位全部設為0;第i-1位加1,并且縫二進一。
例如
11234 => 100000, 2345 => 10000,0 => 1, 1110011 => 1110011
2. 對一個B進制數D1,要構造一個B進制數D2,D2只由0和1構成,而且是小于等于D1的所有數里面最大的那個,那么D2的構造方法就是
設D1長度為L1,從左到右第i位大于1,那么第i到L1位全部設為1;其他位不變
例如
11234 => 11111,2345 => 1111,11011 => 11011
進行這樣的轉換之后,無論原來的X,Y是什么數,只要求出X'和Y'之前的符合條件的數,就肯定等價于原來的答案。
直到這里,已經把原來的題目轉換成:在二進制數區間[X', Y']中,有多少個數是恰好有K個1的。(這就比原來那題意要清晰多了)
這里如果題目要求沒那么嚴格,只是求在[X,Y]內所有任意個以B為底的項相加之和的數的個數,那么直接Y' - X'就完事了,不過要注意X'可能大于Y',盡管X小于等于Y。
既然要求恰好K個1的數,那么也是枚舉就好,對枚舉的結果判斷是否在[X', Y']內,但這樣其實跟一開始就枚舉沒區別。
而現在需要一種更快的方法。
求區間之間有多少個數字,有點麻煩,不如求小于等于X'的數的個數Nx,再求小于等Y'的數的個數Ny,那么結果就等于Ny - Nx,因此只要有一種快速計算小于等于二進制數D,而且恰好有K個1的數的個數的方法就OK了。
觀察這樣的規律:
對二進制數D=1001110001,假如要求小于等于D的數,并且恰好有4個1,那么首先要少于1000000000,肯定有C(9, 4)個(9個0代表9個可選位置,然后在里面選4個位置放1)
再求小于1001000000的,肯定有C(6, 3)個(6個0,選3個位置,不選4個的原因是有一個1已經固定在1000000000的第一個1上了)
再求小于1001100000,有C(5, 2)個
再求小于1001110000,有C(4, 1)個
雖然1001110001還有一個1的位置,但是4個1已經都被固定了,也就是說用4個1是怎么也組合不出在[10001110000,10001110001]之間的數(很優雅!)
綜上,少于D的恰好有4個1的數的個數是C(6, 3) + C(5, 2) + C(4, 1)。
那如果D=1001110000,那就會少了一個,就是D本身,所以在最后處理一下,看D是否剛好符合要求就OK了。
如果D=1111呢,那么也是在最后處理一下看D是否剛好符合要求就OK了。
至此就是完整的解題思路。
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