#696. #2143. 「SHOI2017」组合数问题

#2143. 「SHOI2017」组合数问题

题目描述

组合数 Cnm\mathrm{C}_n^m 表示的是从 nn 个互不相同的物品中选出 mm 个物品的方案数。举个例子, 从 (1,2,3)(1, 2, 3) 三个物品中选择两个物品可以有 (1,2)(1, 2),(1,3)(1, 3),(2,3)(2, 3) 这三种选择方法。根据组合数的定义,我们可以给出计算组合数 Cnm\mathrm{C}_n^m 的一般公式:

Cnm=n!m!(n−m)!\mathrm{C}_n^m = \frac{n!}{m!(n-m)!}

其中 n!=1×2×⋯×nn! = 1 \times 2 \times \cdots \times n。(特别地,当 n=0n = 0 时,n!=1n! = 1;当 m>nm \gt n 时,Cnm=0\mathrm{C}_n^m = 0。) 小葱在 NOIP 的时候学习了 Cij\mathrm{C}_i^j 和 kk 的倍数关系,现在他想更进一步,研究更多关于组合数的性质。小葱发现,Cij\mathrm{C}_i^j 是否是 kk 的倍数,取决于 Cij mod k\mathrm{C}_i^j \bmod k 是否等于 00,这个神奇的性质引发了小葱对 mod\mathrm{mod} 运算(取余数运算)的兴趣。现在小葱选择了四个整数 n,p,k,rn, p, k, r,他希望知道

(∑i=0∞Cnkik+r) mod p(\sum_{i=0}^{\infty} \mathrm{C}_{nk}^{ik+r}) \bmod p

即

(Cnkr+Cnkk+r+Cnk2k+r+⋯+Cnk(n−1)k+r+Cnknk+r+⋯ ) mod p(\mathrm{C}_{nk}^{r}+\mathrm{C}_{nk}^{k+r}+\mathrm{C}_{nk}^{2k+r}+\cdots+\mathrm{C}_{nk}^{(n-1)k+r}+\mathrm{C}_{nk}^{nk+r}+\cdots) \bmod p

的值。

输入格式

第一行有四个整数 n,p,k,rn, p, k, r,所有整数含义见问题描述。

输出格式

一行一个整数代表答案。

2 10007 2 0
8

样例解释 1

C40+C42+C44+⋯=1+6+1=8\mathrm{C}_4^0 + \mathrm{C}_4^2 + \mathrm{C}_4^4 + \cdots = 1 + 6 + 1 = 8。

20 10007 20 0
176

数据范围与提示

对于 30%30\% 的测试点,1≤n,k≤301 \leq n, k \leq 30,pp 是质数;
对于另外 5%5\% 的测试点,p=2p = 2;
对于另外 5%5\% 的测试点,k=1k = 1;
对于另外 10%10\% 的测试点,k=2k = 2;
对于另外 15%15\% 的测试点,1≤n≤103,1≤k≤501 \leq n \leq 10^3, 1 \leq k \leq 50,pp 是质数;
对于另外 15%15\% 的测试点,1≤n×k≤1061 \leq n \times k \leq 10^6,pp 是质数;
对于另外 10%10\% 的测试点,1≤n≤109,1≤k≤501 \leq n \leq 10^9, 1 \leq k \leq 50,pp 是质数;
对于 100%100\% 的测试点,1≤n≤109,0≤r<k≤50,2≤p≤230−11 \leq n \leq 10^9, 0 \leq r \lt k \leq 50, 2 \leq p \leq 2^{30} - 1。