bzoj 3456: 城市规划【NTT+多项式求逆】

参考:http://blog.miskcoo.com/2015/05/bzoj-3456

首先推出递推式(上面的blog讲的挺清楚的),大概过程是正难则反,设g为n个点的简单(无重边无自环)无向图数目,显然边数是\( C_{n}^{2} \),所以\( g(n)=2^{C_{n}^{2}} \),那么f[n]=g[n]-n个点的简单(无重边无自环)无向不连通图数目,后面那部分可以枚举1所在联通块的1点数,当这个块有i个点时,方案数为从n-1个点中选出i-1个(减去点1)* f[i](这i个点组成无向连通图方案数)*g[n-i](剩下的点组成无向图的方案数),写成公式就是\( \sum_{i=1}^{n-1}C_{n-1}^{i-1}f[i]g[n-i] \),然后把这两部分相减就得到了递推式:

\[
f[n]=g[n]-\sum_{i=1}^{n-1}C_{n-1}^{i-1}f[i]g[n-i]
\]

\[
f[n]=2^{C_n^2}-\sum_{i=1}^{n-1}C_{n-1}^{i-1}f[i]2^{C_{n-i}^2}
\]

然后开始大力推式子,目标是推出卷积!

\[
f[n]=2^{C_n^2}-\sum_{i=1}^{n-1}C_{n-1}^{i-1}f[i]2^{C_{n-i}^2}
\]

\[
f[n]=2^{C_n^2}-\sum_{i=1}^{n-1}\frac{(n-1)!}{(i-1)!(n-i)!}f[i]2^{C_{n-i}^2}
\]

\[
f[n]=2^{C_n^2}-(n-1)!\sum_{i=1}^{n-1}\frac{2^{C_{n-i}^2}f[i]}{(i-1)!(n-i)!}
\]

\[
f[n]=2^{C_n^2}-(n-1)!\sum_{i=1}^{n-1}\frac{f[i]}{(i-1)!}*\frac{2^{C_{n-i}^2}}{(n-i)!}
\]看起来有点样子了,然而这是递推式怎么办!

开始等号左右瞎移项

\[
2^{C_n^2}-f[n]=(n-1)!\sum_{i=1}^{n-1}\frac{f[i]}{(i-1)!}*\frac{2^{C_{n-i}^2}}{(n-i)!}
\]

\[
2^{C_n^2}=(n-1)!\sum_{i=1}^{n-1}\frac{f[i]}{(i-1)!}*\frac{2^{C_{n-i}^2}}{(n-i)!}+f[n]
\]

\[
2^{C_n^2}=(n-1)!\sum_{i=1}^{n}\frac{f[i]}{(i-1)!}*\frac{2^{C_{n-i}^2}}{(n-i)!}
\]

\[
\frac{2^{C_n^2}}{(n-1)!}=\sum_{i=1}^{n}\frac{f[i]}{(i-1)!}*\frac{2^{C_{n-i}^2}}{(n-i)!}
\]

\[
a[i]=\frac{f[i]}{(i-1)!},b[i]=\frac{2^{C_{i}^2}}{(i)!},c[i]=\frac{2^{C_i^2}}{(i-1)!}
\]

于是变成了这样的形式:\( A*B=C \),现在要求的是A,所以把它变形为\( A=B^{-1}*C \)

这里涉及到了多项式求逆元,在这里简述一下(参考:http://blog.csdn.net/qq_33229466/article/details/70212684):

求\( A?G=1(mod x^m) \)

已有B满足\( A?B=1(mod x^{\frac{m}{2}}) \)

因为\( A?G=1(mod x^{\frac{m}{2}}) \)

所以\( (G?B)=0(mod x^{\frac{m}{2}}) \)

两边平方\( G^2+b^2-2GB=0(mod x^{\frac{m}{2}}) , G^2=2GB-b^2(mod x^{\frac{m}{2}}) \)

同乘A得\( G=2B-AB \)

然后递归求即可

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<cmath>
using namespace std;
const int N=300005,mod=1004535809,G=3;
int n,m,a[N],b[N],c[N],nb[N],fac[N],inv[N],fi[N],tmp[N],re[N];
int ksm(int a,int b)
{
    int r=1;
    while(b)
    {
        if(b&1)
            r=1ll*r*a%mod;
        a=1ll*a*a%mod;
        b>>=1;
    }
    return r;
}
void dft(int a[],int lm,int f)
{
    int bt=log(lm)/log(2)+0.1;
    for(int i=0;i<lm;i++)
    {
        re[i]=(re[i>>1]>>1)|((i&1)<<(bt-1));
        if(i<re[i])
            swap(a[i],a[re[i]]);
    }
    for(int i=1;i<lm;i<<=1)
    {
        int wi=ksm(G,(mod-1)/(i<<1));
        if(f==-1)
            wi=ksm(wi,mod-2);
        for(int k=0;k<lm;k+=(i<<1))
        {
            int w=1,x,y;
            for(int j=0;j<i;j++)
            {
                x=a[k+j];
                y=1ll*w*a[i+j+k]%mod;
                a[j+k]=((x+y)%mod+mod)%mod;
                a[i+j+k]=((x-y)%mod+mod)%mod;
                w=1ll*w*wi%mod;
            }
        }
    }
    if(f==-1)
    {
        int ni=ksm(lm,mod-2);
        for(int i=0;i<lm;i++)
            a[i]=1ll*a[i]*ni%mod;
    }//cout<<"???"<<endl;
}
void ni(int a[],int b[],int n)
{
    if(n==1)
    {//cout<<"OK"<<endl;
        b[0]=ksm(a[0],mod-2);
        return;
    }
    ni(a,b,n/2);
    memcpy(tmp,a,sizeof(a[0])*n);
    memset(tmp+n,0,sizeof(tmp[0])*n);
    dft(tmp,n<<1,1);
    dft(b,n<<1,1);
    for(int i=0;i<(n<<1);i++)
        tmp[i]=1ll*b[i]*(2-1ll*tmp[i]*b[i]%mod+mod)%mod;
    dft(tmp,n<<1,-1);
    for(int i=0;i<n;i++)
        b[i]=tmp[i];
    memset(b+n,0,sizeof(b[0])*n);
}
int main()
{
    scanf("%d",&n);
    inv[1]=1,fac[0]=fi[0]=1;
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        if(i>1)
            inv[i]=1ll*(mod-mod/i)*inv[mod%i]%mod;
        fac[i]=1ll*fac[i-1]*i%mod;//cout<<fac[i]<<endl;
        fi[i]=1ll*fi[i-1]*inv[i]%mod;
    }
    for(int i=0;i<=n;i++)
    {
        int now=ksm(2,1ll*(i-1)*i/2%(mod-1));
        b[i]=1ll*now*fi[i]%mod;
        if(i>0)
            c[i]=1ll*now*fi[i-1]%mod;
    }
    for(m=1;m<=n;m<<=1);//cout<<bt<<" "<<m<<endl;
    ni(b,nb,m);
    dft(nb,m<<1,1);
    dft(c,m<<1,1);
    for(int i=0;i<(m<<1);i++)
        a[i]=1ll*nb[i]*c[i]%mod;
    dft(a,m<<1,-1);//cout<<fac[n-1]<<endl;
    printf("%d\n",1ll*a[n]*fac[n-1]%mod);
    return 0;
}

原文地址:https://www.cnblogs.com/lokiii/p/8475486.html

时间: 2024-08-15 00:31:11

bzoj 3456: 城市规划【NTT+多项式求逆】的相关文章

【bzoj3456】城市规划 容斥原理+NTT+多项式求逆

题目描述 求出n个点的简单(无重边无自环)无向连通图数目mod 1004535809(479 * 2 ^ 21 + 1). 输入 仅一行一个整数n(<=130000) 输出 仅一行一个整数, 为方案数 mod 1004535809. 样例输入 3 样例输出 4 题解 容斥原理+NTT+多项式求逆 设 $f_i$ 表示 $i$ 个点的简单无向连通图的数目,$g_i$ 表示 $i$ 个点的简单无向图的数目. 根据定义得 $g_i=2^{\frac{n(n-1}2}$ . 对于 $f_i$ ,考虑容斥

【BZOJ 3456】 3456: 城市规划 (NTT+多项式求逆)

3456: 城市规划 Time Limit: 40 Sec  Memory Limit: 256 MBSubmit: 658  Solved: 364 Description 刚刚解决完电力网络的问题, 阿狸又被领导的任务给难住了. 刚才说过, 阿狸的国家有n个城市, 现在国家需要在某些城市对之间建立一些贸易路线, 使得整个国家的任意两个城市都直接或间接的连通. 为了省钱, 每两个城市之间最多只能有一条直接的贸易路径. 对于两个建立路线的方案, 如果存在一个城市对, 在两个方案中是否建立路线不一

NTT+多项式求逆+多项式开方(BZOJ3625)

定义多项式h(x)的每一项系数hi,为i在c[1]~c[n]中的出现次数. 定义多项式f(x)的每一项系数fi,为权值为i的方案数. 通过简单的分析我们可以发现:f(x)=2/(sqrt(1-4h(x))+1) 于是我们需要多项式开方和多项式求逆. 多项式求逆: 求B(x),使得A(x)*B(x)=1 (mod x^m) 考虑倍增. 假设我们已知A(x)*B(x)=1 (mod x^m),要求C(x),使得A(x)*C(x)=1 (mod x^(2m)) 简单分析可得C(x)=B(x)*(2-A

【bzoj3456】城市规划(多项式求逆+dp)

Description 求\(~n~\)个点组成的有标号无向连通图的个数.\(~1 \leq n \leq 13 \times 10 ^ 4~\). Solution 这道题的弱化版是poj1737, 其中\(n \leq 50\), 先来解决这个弱化版的题.考虑\(~dp~\),直接统计答案难以入手,于是考虑容斥.显然有,符合条件的方案数\(=\)所有方案数\(-\)不符合条件的方案数,而这个不符合条件的方案数就是图没有完全联通的情况.设\(~dp_i~\)表示\(~i~\)个点组成的合法方案

[BZOJ3456]城市规划(生成函数+多项式求逆+多项式求ln)

城市规划 时间限制:40s      空间限制:256MB 题目描述 刚刚解决完电力网络的问题, 阿狸又被领导的任务给难住了.  刚才说过, 阿狸的国家有n个城市, 现在国家需要在某些城市对之间建立一些贸易路线, 使得整个国家的任意两个城市都直接或间接的连通. 为了省钱, 每两个城市之间最多只能有一条直接的贸易路径. 对于两个建立路线的方案, 如果存在一个城市对, 在两个方案中是否建立路线不一样, 那么这两个方案就是不同的, 否则就是相同的. 现在你需要求出一共有多少不同的方案.  好了, 这就

luoguP4512 【模板】多项式除法 NTT+多项式求逆+多项式除法

Code: #include<bits/stdc++.h> #define maxn 300000 #define ll long long #define MOD 998244353 #define setIO(s) freopen(s".in","r",stdin) ,freopen(s".out","w",stdout) using namespace std; namespace poly{ #define

Luogu5205 【模板】多项式开根(NTT+多项式求逆)

https://www.cnblogs.com/HocRiser/p/8207295.html 安利! 写NTT把i<<=1写成了i<<=2,又调了一年.发现我的日常就是数组开小调调调,变量名写错调调调,反向判if调调调,退役吧. #include<iostream> #include<cstdio> #include<cmath> #include<cstdlib> #include<cstring> #include&

【BZOJ】4555: [Tjoi2016&amp;Heoi2016]求和 排列组合+多项式求逆 或 斯特林数+NTT

[题意]给定n,求Σi=0~nΣj=1~i s(i,j)*2^j*j!,n<=10^5. [算法]生成函数+排列组合+多项式求逆 [题解]参考: [BZOJ4555][Tjoi2016&Heoi2016]求和-NTT-多项式求逆 $ans=\sum_{i=0}^{n}\sum_{j=0}^{i}s(i,j)*2^j*j!$ 令$g(n)=\sum_{j=0}^{n}s(n,j)*2^j*j!$ 则ans是Σg(i),只要计算出g(i)的生成函数就可以统计答案. g(n)可以理解为将n个数划分

多项式求逆 学习总结

感觉蒟蒻现在学多项式求逆貌似有些晚了 不过真的很有意思了(然而省选的时候自己还在玩泥巴什么也不会 多项式求逆是基于倍增的 假设我们知道 h(x)f(x)=1(mod x^n) 移项得 (h(x)*f(x)-1)=0(mod x^n) 两边同时求平方得 h(x)^2*f(x)^2 - 2*h(x)*f(x) +1 = 0 (mod x^2n) 设g(x)*f(x)=1(mod x^2n) 两边同时乘以g(x)可以得 h(x)^2*f(x) -2*h(x) + g(x) =0 (mod x^2n)