luogu#P12040. [USTCPC 2025] 公平抉择

[USTCPC 2025] 公平抉择

题目背景

考虑到评测机性能差异,改为 400ms 时限。USTCPC 时限为 600ms。

请注意本题非常规时空限制!

所以要“费厄”,最好是首先看清对手,倘是些不配承受“费厄”的,大可以老实不客气;待到它也“费厄”了,然后再与它讲“费厄”不迟。(节选自鲁迅《论“费厄泼赖”应该缓行》)

克露丝卡尔酱选择困难!她甚至无法抉择午饭去吃什么,作为她的朋友,你需要和她一起完整公平的抉择

题目描述

克露丝卡尔酱在做选择,食堂共有 nn 种菜品可选,而她手里只有一个 kk 面的骰子(如果 k=2k = 2 则为硬币)。

为了落实公平抉择的理念,她希望她的策略选择到每个菜品的概率相等。

求她期望投掷次数的最小值,答案对质数 MM 取模

输入格式

一行三个正整数 n,k,Mn, k, M ,分别表示选项数、骰子面数和模数。

2kn3×1062 \le k \le n \le 3 \times 10^6108M10910^8 \le M \le 10^9保证 MM 为质数且对于任意 1in,kimodM>11 \le i \le n,k^i \bmod M > 1

输出格式

一个整数表示模意义下的答案。

关于分数取模:设答案为 qp\dfrac{q}{p}Mp,qM \nmid p,q,那么取模结果 xx 为 唯一 x[0,M)x\in[0,M) 使得 pxq(modM)px\equiv q\pmod M

3 2 998244353
665496238
10 2 998244353
798595487

提示

在样例 11 中,不妨设答案为 EE。考虑扔两次硬币,得到四种情况,出现概率各为 14\dfrac{1}4。前三种情况分配给三种菜品,第四种情况重投。故 E=2+E4E=2+\dfrac{E}4,解得 E=83E=\dfrac{8}3