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modint

date: 2021-06-13 excerpt: modintについて

tag: algorithmintegermod


modintについて

  • 巨大数を扱うときにintを自動的にMODをとってくれる存在があると便利

使用例

MOD = 10**9 + 7
m = Mint(1)
for i in range(1, 1000):
    m *= i
print(m) # 756641425

テンプレートライブラリ

MOD = 10**9 + 7
class Mint:
    __slots__ = ('value')
    def __init__(self, value=0):
        self.value = int(value) % MOD
        if self.value < 0: self.value += MOD
    def inverse(self):
        a, b = self.value, MOD
        u, v = 1, 0
        while b:
            t = a // b
            b, a = a - t * b, b
            v, u = u - t * v, v
        if u < 0: u += MOD
        return u
    def __repr__(self): return str(self.value)
    def __int__(self): return self.value
    def __eq__(self, other): return self.value == other.value
    def __neg__(self): return Mint(-self.value)
    def __hash__(self): return hash(self.value)
    def __bool__(self): return self.value != 0
    def __iadd__(self, other):
        self.value = (self.value + int(other)) % MOD
        return self
    def __add__(self, other):
        new_obj = Mint(self.value)
        new_obj += other
        return new_obj
    __radd__ = __add__
    def __isub__(self, other):
        self.value = (self.value - int(other)) % MOD
        if self.value < 0: self.value += MOD
        return self
    def __sub__(self, other):
        new_obj = Mint(self.value)
        new_obj -= other
        return new_obj
    def __rsub__(self, other):
        new_obj = Mint(int(other))
        new_obj -= self
        return new_obj
    def __imul__(self, other):
        self.value = self.value * int(other) % MOD
        return self
    def __mul__(self, other):
        new_obj = Mint(self.value)
        new_obj *= other
        return new_obj
    __rmul__ = __mul__
    def __ifloordiv__(self, other):
        other = other if isinstance(other, Mint) else Mint(other)
        self *= other.inverse()
        return self
    def __floordiv__(self, other):
        new_obj = Mint(self.value)
        new_obj //= other
        return new_obj
    def __rfloordiv__(self, other):
        new_obj = Mint(int(other))
        new_obj //= self
        return new_obj

オプション; pathの数の計算

概要

  • cmb(N+K,K)で計算できるpathの数
  • modintを用いるほうが誤差が出ない

コード

def paths(x: int, y: int) -> Mint:
    if (x < 0 or x < 0):
        return Mint(0)
    ret = Mint(1)
    for i in range(1, x+y+1):
        ret *= i
    for i in range(1, x+1):
        ret //= i
    for i in range(1, y+1):
        ret //= i
    return ret

例; modintを使用しないと、mod_cmbでは正しい解が得られない例

問題

  • AtCoder Beginner Contest 205; E - White and Black Balls

解説

  • はみ出た分を折り返しのプロセスと認識して除法で値を整えることで解が得られる
  • 経路の計算にmod_cmbを利用するとテストケースで失敗することがあり、modintを利用することが望ましい

解答

# modint import省略

def paths(x: int, y: int) -> Mint:
    if (x < 0 or x < 0):
        return Mint(0)
    ret = Mint(1)
    for i in range(1, x+y+1):
        ret *= i
    for i in range(1, x+1):
        ret //= i
    for i in range(1, y+1):
        ret //= i
    return ret
 
N,M,K=map(int,input().split())
path1 = paths(N, M)
h = N-(K+1)
w = M+(K+1)
path2 = paths(h,w)
 
if N > M + K:
    print(0)
else:
    print(path1-path2)


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