解法:
将01序列置于坐标轴上,起始点为原点。0表示向右走,1表示向上走。这样就可以将前缀0的个数不少于1的个数就可以转换为路径上的点,横坐标大于纵坐标,也就是求合法路径个数。
注意题目mod的数是质数,所以可以使用快速幂求逆元,若不是质数,则需要使用扩展欧几里得算法求逆元。
快速幂:
//01序列 卡特兰数
#include<iostream>
using namespace std;
using ll = long long;
const ll mod = 1e9 + 7;
//因为mod的数是质数可以用快速幂
//如果不是质数就用扩展欧几里得
ll qmi(ll a, ll k, ll p)
{
ll res = 1;
while (k)
{
if (k & 1) res = res * a % p;
a = a * a % p;
k >>= 1;
}
return res;
}
//答案为C2n n /n + 1
int main()
{
ios::sync_with_stdio(0), cin.tie(0), cout.tie(0);
ll n; cin >> n;
ll a = 2 * n, b = n, res = 1;
for (ll i = a; i > a - b; --i) res = res * i % mod;
for (ll i = 1; i <= b; ++i) res = res * qmi(i, mod - 2, mod) % mod;
res = res * qmi(n + 1, mod - 2, mod) % mod;
cout << res;
return 0;
}
扩展欧几里得:
//01序列 扩展欧几里得
#include<iostream>
using namespace std;
using ll = long long;
const ll mod = 1e9 + 7;
ll exgcd(ll a, ll b, ll& x, ll& y)
{
if (!b)
{
x = 1, y = 0;
return a;
}
ll d = exgcd(b, a % b, y, x);
y -= a / b * x % mod;
return d;
}
int main()
{
ios::sync_with_stdio(0), cin.tie(0), cout.tie(0);
ll n, x, y; cin >> n;
ll a = 2 * n, b = n;
ll res = 1;
for (ll i = a; i > a - b; --i) res = res * i % mod;
for (ll i = 1; i <= b; ++i)
{
exgcd(i, mod, x, y);
res = res * x % mod;
}
exgcd(n + 1, mod, x, y);
res = (res * x % mod + mod) % mod;
cout << res;
return 0;
}