Problem:
素数の性質

4 で割ると 3 あまる素数 n (11、19、23 など) には、面白い性質があります。1 以上 n 未満の自然数 (1, 2,... , n - 1) を 2 乗したものを n で割ったあまりを計算した結果を並べると、同じ数になるものがあるため、互いに異なった数の個数は、(n - 1)/2 になります。

この様にして得られた数の集合には、特別な性質があります。得られた数の集合から、互いに異なる 2 つ a と b を選んでその差を計算します。差が負になったときは、その差に n を足します。さらに結果が (n - 1)/2 より大きいときは、その差を n から引きます。

例えば、n = 11 のとき 1 と 9 の差は、1 − 9 = −8 → −8 + n = −8 + 11 = 3 になります。9 と 1 の差も 9 −1 = 8 → n − 8 = 11 − 8 = 3 で、同じ値 3 になります。この差は、円周上に 0, 1, ・・・, n - 1 を書いて、二つの数字の間の短い方の円弧を考えるとわかりやすくなります。(下図参照)

こうして得られた数の「差」は、1, 2, . . ., (n - 1)/2 のいずれかであり、同じ回数出現します。

【例】 n = 11 の時は、以下のようになります。

1 から n-1 までの数を 2 乗したものを n で割った余りを計算します。

12 = 1 → 1
22 = 4 → 4
32 = 9 → 9
42 = 16 → 5
52 = 25 → 3
62 = 36 → 3
72 = 49 → 5
82 = 64 → 9
92 = 81 → 4
102 = 100 → 1

a, b の「差」の計算

1 で得られた 1, 3, 4, 5, 9 について異なる数同士の差を計算します。

計算結果が負の場合、n = 11 を加算します。

さらに、計算結果が (n-1)/2 = 5 より大きい場合 n = 11 から減算します。

出現回数を求める

計算結果 1, 2, 3, 4, 5 の出現回数をそれぞれ数え上げます。

これらの計算結果から 1, 2, 3, 4, 5 の出現回数が 4 回であることがわかります。この性質は 4 で割ると 3 あまる素数特有の性質であり 4 で割ると 1 あまる素数ではこのようなことはおきません。このことを確認するため、10000 以下の奇数 n を入力とし、例題にあるような計算 (n で割ったあまりの 2 乗の差の頻度を求める)を実行し、その出現回数を出力するプログラムを作成してください。

Input

複数のデータセットが与えられます。各データセットとして１つの整数 n　(n ≤ 10000) が１行に与えられます。入力は 0 を１つ含む行でおわります。

Output

各データセットについて、出現頻度を以下の形式で出力してください。

剰余の平方の差が 1 である(a, b)の出現個数(整数)
剰余の平方の差が 2 である(a, b)の出現個数(整数)
:
:
剰余の平方の差が (n-1)/2 である(a, b)の出現個数(整数)

Sample Input

11
15
0

Output for the Sample Input

4
4
4
4
4
2
2
4
2
4
4
2

Solution in JAVA (judge verdict: Accepted)


import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);
		StringBuilder builder = new StringBuilder();
		while (true) {
			int n = scanner.nextInt();
			if (n == 0)
				break;
			List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
			for (int i = 1; i < n - 1; i++) {
				int a = i * i % n;
				if (!list.contains(a)) {
					list.add(a);
				}
			}
			int[] num = new int[(n + 1) / 2];
			for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
				for (int j = 0; j < list.size(); j++) {
					if (i != j) {
						int t = list.get(i) - list.get(j);
						if (t < 0) {
							t += n;
						}
						if (t > (n - 1) / 2) {
							t = n - t;
						}
						num[t]++;
					}
				}
			}
			for (int i = 1; i < num.length; i++) {
				System.out.println(num[i]);
			}

		}
	}
}