#505. [NOIP2009 普及组] 细胞分裂

[NOIP2009 普及组] 细胞分裂

Background

Special for beginners, ^_^

Description

Hanks博士是BT(Bio-Tech,生物技术)领域的知名专家。现在,他正在为一个细胞实验做准备工作:培养细胞样本。

Hanks博士手里现在有N种细胞,编号从1-N,一个第i种细胞经过1秒钟可以分裂为SiS_i个同种细胞(SiS_i为正整数)。现在他需要选取某种细胞的一个放进培养皿,让其自由分裂,进行培养。一段时间以后,再把培养皿中的所有细胞平均分入M个试管,形成M份样本,用于实验。Hanks博士的试管数M很大,普通的计算机的基本数据类型无法存储这样大的M值,但万幸的是,M总可以表示为m1m_1m2m_2次方,即M=m1m2M = m_1^{m_2},其中m1m_1m2m_2均为基本数据类型可以存储的正整数。

注意,整个实验过程中不允许分割单个细胞,比如某个时刻若培养皿中有4个细胞,

Hanks博士可以把它们分入2个试管,每试管内2个,然后开始实验。但如果培养皿中有5个细胞,博士就无法将它们均分入2个试管。此时,博士就只能等待一段时间,让细胞们继续分裂,使得其个数可以均分,或是干脆改换另一种细胞培养。

为了能让实验尽早开始,Hanks博士在选定一种细胞开始培养后,总是在得到的细胞“刚好可以平均分入M个试管”时停止细胞培养并开始实验。现在博士希望知道,选择哪种细胞培养,可以使得实验的开始时间最早。

Format

Input

每个测试点多组数据: 第一行,有一个正整数N,代表细胞种数。

第二行,有两个正整数m1m_1,m2m_2,以一个空格隔开,即表示试管的总数M=m1m2M = m_1^{m_2}.

第三行有N个正整数,第i个数Si表示第i种细胞经过1秒钟可以分裂成同种细胞的个数。

Output

对于每组数据,每一行输出一个整数,表示从开始培养细胞到实验能够开始所经过的最少时间(单位为秒)。如果无论Hanks博士选择哪种细胞都不能满足要求,则输出整数-1。

Samples

1 
2 1 
3
2
24 1
30 12
-1
2

Limitation

1s, 1024KiB for each test case.

【输入输出说明】

经过1秒钟,细胞分裂成3个,经过2秒钟,细胞分裂成9个,……,可以看出无论怎么分裂,细胞的个数都是奇数,因此永远不能分入2个试管。

第1种细胞最早在3秒后才能均分入24个试管,而第2种最早在2秒后就可以均分(每试管144/{24^1}=6个)。故实验最早可以在2秒后开始。

【数据范围】

对于50%的数据,有m1m230000m_1^{m_2} ≤ 30000 对于所有的数据,有$1 ≤N≤ 10000,1 ≤m_1 ≤ 30000,1 ≤m_2 ≤ 10000,1 ≤ S_i ≤ 2,000,000,000$。

NOIP 2009 普及组 第三题