Luogu5339 [TJOI2019]唱、跳、rap和篮球 【生成函数,NTT】
当时看到这道题的时候我的脑子可能是这样的:
My left brain has nothing right, and my right brain has nothing left.
总之,看到"没有鸡你太美"这一类就直接想容斥,转化为”选出$i$个鸡你太美“
看到排列问题,直接想指数型生成函数。
设$m=\min(\frac{n}{4},a,b,c,d)$
我们使用万年不变的捆绑法,将鸡你太美当做整体考虑,即在$n-3i$个元素中选$i$个作为鸡你太美,再对其他四种进行全排列。
$$ans=\sum_{i=0}^m(-1)^i(n-4i)!\binom{n-3i}{i}\sum_{i_1\leq a-i}\sum_{i_2\leq b-i}\sum_{i_3\leq c-i}\sum_{i_4\leq d-i}\frac{1}{\prod i_j!}[\sum i_j=n-4i]$$
$$\sum_{i=0}^m(-1)^i\frac{(n-3i)!}{i!}\sum_{i_1\leq a-i}\sum_{i_2\leq b-i}\sum_{i_3\leq c-i}\sum_{i_4\leq d-i}\frac{1}{\prod i_j!}[\sum i_j=n-4i]$$
后面那一长串可以用NTT优化计算。
时间复杂度$O(n^2\log n)$,听说有直接dp的$O(n^2)$做法,但这个生成函数的做法应该是无脑多了。
#include<bits/stdc++.h>
#define Rint register int
using namespace std;
typedef long long LL;
const int N = << , mod = , g = , gi = ;
inline int kasumi(int a, int b){
int res = ;
while(b){
if(b & ) res = (LL) res * a % mod;
a = (LL) a * a % mod;
b >>= ;
}
return res;
}
int fac[N], inv[N];
inline void init(int n){
fac[] = ;
for(Rint i = ;i <= n;i ++) fac[i] = (LL) i * fac[i - ] % mod;
inv[n] = kasumi(fac[n], mod - );
for(Rint i = n;i;i --) inv[i - ] = (LL) inv[i] * i % mod;
}
int rev[N];
inline int calrev(int n){
int limit = , L = -;
while(limit <= n){limit <<= ; L ++;}
for(Rint i = ;i < limit;i ++) rev[i] = (rev[i >> ] >> ) | ((i & ) << L);
return limit;
}
inline void NTT(int *A, int limit, int type){
for(Rint i = ;i < limit;i ++) if(i < rev[i]) swap(A[i], A[rev[i]]);
for(Rint mid = ;mid < limit;mid <<= ){
int Wn = kasumi(type == ? g : gi, (mod - ) / (mid << ));
for(Rint j = ;j < limit;j += mid << ){
int w = ;
for(Rint k = ;k < mid;k ++, w = (LL) w * Wn % mod){
int x = A[j + k], y = (LL) w * A[j + k + mid] % mod;
A[j + k] = (x + y) % mod;
A[j + k + mid] = (x - y + mod) % mod;
}
}
}
if(type == -){
int inv = kasumi(limit, mod - );
for(Rint i = ;i < limit;i ++)
A[i] = (LL) A[i] * inv % mod;
}
}
int n, a, b, c, d, m, ans, A[N], B[N], C[N], D[N];
int main(){
scanf("%d%d%d%d%d", &n, &a, &b, &c, &d);
init(a + b + c + d);
m = min(n >> , min(min(a, b), min(c, d)));
for(Rint i = ;i <= m;i ++){
int limit = calrev(a + b + c + d - (i << ));
for(Rint j = ;j < limit;j ++){
A[j] = inv[j] * (j <= a - i);
B[j] = inv[j] * (j <= b - i);
C[j] = inv[j] * (j <= c - i);
D[j] = inv[j] * (j <= d - i);
}
NTT(A, limit, ); NTT(B, limit, ); NTT(C, limit, ); NTT(D, limit, );
for(Rint j = ;j < limit;j ++) A[j] = (LL) A[j] * B[j] % mod * C[j] % mod * D[j] % mod;
NTT(A, limit, -);
int tmp = (LL) A[n - (i << )] * fac[n - * i] % mod * inv[i] % mod;
if(i & ) ans = (ans - tmp + mod) % mod;
else ans = (ans + tmp) % mod;
}
printf("%d", ans);
}
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