斯特林数的四种求法

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2019-07-05 13:38:17

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斯特林数是个比较复杂的东西,数学基础不吼的同学慎入。 ~~斯特林数有四种O(nlogn)求法,你知道么?~~ - **前置知识** [NTT与多项式全家桶](https://www.luogu.org/blog/command-block/ntt-yu-duo-xiang-shi-quan-jia-tong) [二项式反演](https://www.luogu.org/blog/command-block/yi-suo-ji-guai-di-fan-yan)。 [多项式计数杂谈](https://www.luogu.com.cn/blog/command-block/sheng-cheng-han-shuo-za-tan) ------------ - [P5395 【模板】第二类斯特林数·行](https://www.luogu.org/problemnew/show/P5395) 我们知道 $m^n=\sum\limits_{i=0}^m\begin{Bmatrix}n \\ i\end{Bmatrix}*i!*\dbinom{m}{i}$ 这个式子是能够二项式反演的。 而且众所周知,二项式反演是可以卷积加速的。 反演得到 $\begin{Bmatrix}n \\ m\end{Bmatrix}m!=\sum\limits_{i=0}^m(-1)^{m-i}\dbinom{m}{i}i^n$ $\begin{Bmatrix}n \\ m\end{Bmatrix}m!=\sum\limits_{i=0}^m(-1)^{m-i}\dfrac{m!}{i!(m-i)!}i^n$ $\begin{Bmatrix}n \\ m\end{Bmatrix}=\sum\limits_{i=0}^m\dfrac{(-1)^{m-i}}{(m-i)!}\dfrac{i^n}{i!}$ 设 $g[x]=\begin{Bmatrix}n \\ x\end{Bmatrix};\ f[x]=\dfrac{x^n}{x!};\ h[x]=\dfrac{(-1)^x}{x!}$ 得到 $g[m]=\sum\limits_{i=0}^mh[m-i]h[i]$ ,卷积即可。 **Code:** ```cpp #include<algorithm> #include<cstdio> #define mod 167772161 #define G 3 #define Maxn 200500 using namespace std; int n,m,r[Maxn<<2]; long long f[Maxn<<2],g[Maxn<<2],invn,invG; long long powM(long long a,long long t=mod-2) { long long ans=1,buf=a; while(t){ if(t&1)ans=(ans*buf)%mod; buf=(buf*buf)%mod; t>>=1; }return ans; } void NTT(long long *f,bool op) { for (int i=0;i<n;i++) if (r[i]<i)swap(f[r[i]],f[i]); for (int len=1;len<n;len<<=1){ int w=powM(op==1 ? G:invG,(mod-1)/len/2); for (int p=0;p<n;p+=len+len){ long long buf=1; for (int i=p;i<p+len;i++){ int sav=f[i+len]*buf%mod; f[i+len]=f[i]-sav; if (f[i+len]<0)f[i+len]+=mod; f[i]=f[i]+sav; if (f[i]>=mod)f[i]-=mod; buf=buf*w%mod; }//F(x)=FL(x^2)+x*FR(x^2) //F(W^k)=FL(w^k)+W^k*FR(w^k) //F(W^{k+n/2})=FL(w^k)-W^k*FR(w^k) } } } long long inv[Maxn]; int main() { scanf("%d",&n); inv[0]=1; for (int i=1;i<=n;i++) inv[i]=inv[i-1]*powM(i)%mod; for (int i=0;i<=n;i++) f[i]=powM(i,n)*inv[i]%mod; for (int i=0;i<=n;i++) g[i]=powM(mod-1,i)*inv[i]%mod; n++; for(m=n+n,n=1;n<m;n<<=1); invn=powM(n);invG=powM(G); for (int i=0;i<n;i++) r[i]=(r[i>>1]>>1)|((i&1)?n>>1:0); NTT(f,1); NTT(g,1); for (int i=0;i<n;i++)f[i]=f[i]*g[i]%mod; NTT(f,0); for (int i=0;i<m/2;i++) printf("%lld ",f[i]*invn%mod); return 0; } ``` - [P5408 【模板】第一类斯特林数·行](https://www.luogu.org/problemnew/show/P5408) 前面提到了 $x^{\overline n}=\sum\limits_{i=0}^n \begin{bmatrix}n\\i \end{bmatrix}x^i$ 将其视作关于 $x$ 的多项式,显而易见求出 $x^{\overline n}$ 的各项系数就求出了答案。 或者结合递推公式来理解。 $\begin{bmatrix}n \\ m\end{bmatrix}=\begin{bmatrix}n-1 \\ m-1\end{bmatrix}+(n-1) \begin{bmatrix}n-1 \\ m\end{bmatrix}$。 每乘 $(x+(n-1))$ 一次就是批量转移一行,答案就是 $\prod\limits_{i=0}^{n-1}(x+i)=x^{\overline{n}}$ 。 分治 FFT 显然可以做到 $O(nlog^2n)$ ,但还不够优秀。 我们知道一个多项式 $F(x)$ 是可以快速求出 $F(x+c)$ 的,称之为多项式平移。 不了解这个技巧的可见前置芝士。 这样,利用 $x^{\overline{2n}}=x^{\overline n}*(x+n)^{\overline n}$ ,可以做到次数倍增。 要恰好倍增到某个次数,写法就和多项式次数倍增略有不同,要分奇偶讨论,具体见代码。 总复杂度 $T(n)=T(n/2)+O(n\log n)=O(n\log n)$ ,注意常数。 ```cpp #include<algorithm> #include<cstdio> #define mod 167772161 #define G 3 #define Maxn 270500 using namespace std; int r[Maxn<<2]; long long invn,invG; long long fac[Maxn],inv[Maxn]; long long powM(long long a,long long t=mod-2) { long long ans=1,buf=a; while(t){ if(t&1)ans=(ans*buf)%mod; buf=(buf*buf)%mod; t>>=1; }return ans; } void NTT(long long *f,bool op,int n) { for (int i=0;i<n;i++) if (r[i]<i)swap(f[r[i]],f[i]); for (int len=1;len<n;len<<=1){ int w=powM(op==1 ? G:invG,(mod-1)/len/2); for (int p=0;p<n;p+=len+len){ long long buf=1; for (int i=p;i<p+len;i++){ int sav=f[i+len]*buf%mod; f[i+len]=f[i]-sav; if (f[i+len]<0)f[i+len]+=mod; f[i]=f[i]+sav; if (f[i]>=mod)f[i]-=mod; buf=buf*w%mod; }//F(x)=FL(x^2)+x*FR(x^2) //F(W^k)=FL(w^k)+W^k*FR(w^k) //F(W^{k+n/2})=FL(w^k)-W^k*FR(w^k) } } } long long g[Maxn<<2]; //令f=f*g (mod x^lim) void times(long long *f,long long *gg,int len,int lim) { int m=len+len,n; for(int i=0;i<len;i++)g[i]=gg[i]; for(n=1;n<m;n<<=1);invn=powM(n); for(int i=len;i<n;i++)g[i]=0; for(int i=0;i<n;i++) r[i]=(r[i>>1]>>1)|((i&1)?n>>1:0); NTT(f,1,n);NTT(g,1,n); for(int i=0;i<n;++i)f[i]=(f[i]*g[i])%mod; NTT(f,0,n); for(int i=0;i<lim;++i)f[i]=(f[i]*invn)%mod; for(int i=lim;i<n;++i)f[i]=0; } long long p[Maxn]; //求出F(x+c) void fplus(long long *s,long long *f,int len,long long c) { for (int i=0;i<len;i++) p[len-i-1]=f[i]*fac[i]%mod; long long buf=1; for (int i=0;i<len;i++,buf=buf*c%mod) s[i]=buf*inv[i]%mod; times(p,s,len,len); for (int i=0;i<len;i++)s[len-i-1]=p[i]*inv[len-i-1]%mod; for (int i=len;i<len+len;i++)s[i]=0; } long long f[Maxn],s[Maxn]; void solve(long long *f,int n) { if (n==1){f[0]=0;f[1]=1;} else if (n&1){ solve(f,n-1);f[n]=0; //再乘上(x+n-1)就好了 for (int i=n;i>0;i--) f[i]=(f[i-1]+(n-1)*f[i])%mod; f[0]=f[0]*(n-1)%mod; }else { solve(f,n/2); //S(x)=F(x+n/2) fplus(s,f,n/2+1,n/2); times(f,s,n/2+1,n+1); } } int n,m; int main() { scanf("%d",&n);invG=powM(G); inv[1]=inv[0]=fac[0]=1; for (int i=1;i<=n;i++)fac[i]=fac[i-1]*i%mod; for (int i=2;i<=n;i++) inv[i]=inv[mod%i]*(mod-mod/i)%mod; for (int i=2;i<=n;i++)inv[i]=inv[i-1]*inv[i]%mod; solve(f,n); for (int i=0;i<=n;i++)printf("%lld ",f[i]); return 0; } ``` - [P5396 【模板】第二类斯特林数·列](https://www.luogu.org/problemnew/show/P5396) 没有什么优美的公式帮忙了……先来看看递推公式: $\begin{Bmatrix}n \\ m\end{Bmatrix}=\begin{Bmatrix}n-1 \\ m-1\end{Bmatrix}+m \begin{Bmatrix}n-1 \\ m\end{Bmatrix}$ 把答案设为多项式 $H_k(x)=\sum\limits_{i=0}\begin{Bmatrix} i \\k \end{Bmatrix}x^i$。 有 $H_k(x)=\sum\limits_{i=0}\left(\begin{Bmatrix}i-1 \\ k-1\end{Bmatrix}+k \begin{Bmatrix}i-1 \\ k\end{Bmatrix}\right)x^i$ $=\sum\limits_{i=0}\begin{Bmatrix}i-1 \\ k-1\end{Bmatrix}x^i+k\sum\limits_{i=0}\begin{Bmatrix}i-1 \\ k\end{Bmatrix}x^i$ $=x\sum\limits_{i=0}\begin{Bmatrix}i \\ k-1\end{Bmatrix}x^i+kx\sum\limits_{i=0}\begin{Bmatrix}i \\ k\end{Bmatrix}x^i=xH_{k-1}(x)+kxH_k(x)$ 即 $H_k(x)=\dfrac{x}{1-kx}H_{k-1}(x)$ 边界是 $H_0(x)=1$。 则 $H_k(x)=\prod\limits_{i=1}^k\dfrac{x}{1-ix}=x^k\left(\prod\limits_{i=1}^k(1-ix)\right)^{-1}$ 问题转化为计算 $\prod\limits_{i=1}^k(1-ix)$。 $\prod\limits_{i=1}^k(1-ix)=\prod\limits_{i=1}^kx(\dfrac{1}{x}-i)=x^k\prod\limits_{i=1}^k(x^{-1}-i)$ $\prod\limits_{i=1}^k(x-i)$ 翻转过来之后就是 $x^k\prod\limits_{i=1}^k(x^{-1}-i)$ 那么注意到$\prod\limits_{i=1}^k(x-i)=\dfrac{x^{\underline{k+1}}}{x}$我们只要求出$x^{\underline{k+1}}$就好。 我们还是考虑向上一题那样倍增 : $x^{\underline{2n}}=x^{\underline n}*(x-n)^{\underline n}$ 复杂度还是 $O(n\log n)$。 其他细节都差不多,不过要加一个求逆,具体见代码。 ```cpp #include<algorithm> #include<cstdio> #define mod 167772161 #define G 3 #define Maxn 270000 using namespace std; int n,k,r[Maxn<<2]; long long invn,invG; long long fac[Maxn],inv[Maxn]; long long powM(long long a,long long t=mod-2) { long long ans=1,buf=a; while(t){ if(t&1)ans=(ans*buf)%mod; buf=(buf*buf)%mod; t>>=1; }return ans; } void NTT(long long *f,bool op,int n) { for (int i=0;i<n;i++) if (r[i]<i)swap(f[r[i]],f[i]); for (int len=1;len<n;len<<=1){ int w=powM(op==1 ? G:invG,(mod-1)/len/2); for (int p=0;p<n;p+=len+len){ long long buf=1; for (int i=p;i<p+len;i++){ int sav=f[i+len]*buf%mod; f[i+len]=f[i]-sav; if (f[i+len]<0)f[i+len]+=mod; f[i]=f[i]+sav; if (f[i]>=mod)f[i]-=mod; buf=buf*w%mod; }//F(x)=FL(x^2)+x*FR(x^2) //F(W^k)=FL(w^k)+W^k*FR(w^k) //F(W^{k+n/2})=FL(w^k)-W^k*FR(w^k) } } } long long g[Maxn<<2]; void rev(long long *f,int len) { for (int i=0;i<len;i++)g[i]=f[i]; for (int i=0;i<len;i++)f[len-i-1]=g[i]; } //令f=f*g (mod x^lim) void times(long long *f,long long *gg,int len,int lim) { int m=len+len,n; for(int i=0;i<len;i++)g[i]=gg[i]; for(n=1;n<m;n<<=1);invn=powM(n); for(int i=len;i<n;i++)g[i]=0; for(int i=0;i<n;i++) r[i]=(r[i>>1]>>1)|((i&1)?n>>1:0); NTT(f,1,n);NTT(g,1,n); for(int i=0;i<n;++i)f[i]=(f[i]*g[i])%mod; NTT(f,0,n); for(int i=0;i<lim;++i)f[i]=(f[i]*invn)%mod; for(int i=lim;i<n;++i)f[i]=0; } void Init(int lim) { inv[1]=inv[0]=fac[0]=1; for (int i=1;i<=lim;i++)fac[i]=fac[i-1]*i%mod; for (int i=2;i<=lim;i++) inv[i]=inv[mod%i]*(mod-mod/i)%mod; for (int i=2;i<=lim;i++)inv[i]=inv[i-1]*inv[i]%mod; } long long p[Maxn<<2]; //求出F(x-c) void fminus(long long *s,long long *f,int len,int c) { c=mod-c; for (int i=0;i<len;i++) p[len-i-1]=f[i]*fac[i]%mod; long long buf=1; for (int i=0;i<len;i++,buf=buf*c%mod) s[i]=buf*inv[i]%mod; times(p,s,len,len); for (int i=0;i<len;i++)s[len-i-1]=p[i]*inv[len-i-1]%mod; for (int i=len;i<len+len;i++)s[i]=0; } long long f[Maxn<<2],s[Maxn<<2]; void solve(long long *f,int n) { if (n==1){f[0]=0;f[1]=1;} else if (n&1){ solve(f,n-1);f[n]=0; //再乘上(x-n+1)就好了 for (int i=n;i>0;i--) f[i]=(f[i-1]+(mod-n+1)*f[i])%mod; f[0]=f[0]*(mod-n+1)%mod; }else { solve(f,n/2); //S(x)=F(x+n/2) fminus(s,f,n/2+1,n/2); times(f,s,n/2+1,n+1); } } void invp(long long *f,int len) { for (int i=0;i<k+1;i++)s[i]=p[i]=0; //注意清空 long long *r=s,*rr=p; int n=1;for(;n<len;n<<=1); rr[0]=powM(f[0]); for (int len=2;len<=n;len<<=1){ for (int i=0;i<len;i++) r[i]=rr[i]*2%mod; times(rr,rr,len/2,len); times(rr,f,len,len); for (int i=0;i<len;i++) rr[i]=(r[i]-rr[i]+mod)%mod; }for (int i=0;i<len;i++) f[i]=rr[i]; } int main() { scanf("%d%d",&n,&k); if (k>n){ for (int i=0;i<=n;i++)printf("0 "); return 0; }invG=powM(G); Init(k);solve(f,k+1); for (int i=0;i<k+1;i++)f[i]=f[i+1]; rev(f,k+1); for (int i=n-k+1;i<k+1;i++)f[i]=0; for (int i=k+1;i<n-k+1;i++)f[i]=0; invp(f,n-k+1); for (int i=0;i<k;i++)printf("0 "); for (int i=0;i<n-k+1;i++)printf("%lld ",f[i]); return 0; } ``` 也可以使用一列第二类斯特林数的 `EGF` :$\frac{1}{k}(e^x-1)^k$ 需要多项式快速幂,常数较大,所以不推荐。 - [P5409 【模板】第一类斯特林数·列](https://www.luogu.org/problemnew/show/P5409) 直接使用一列第一类斯特林数的 `EGF` : $=\dfrac{\big(-\ln(1-x)\big)^k}{k!}$。 多项式快速幂带走即可。 ```cpp #include<algorithm> #include<cstdio> #define mod 167772161 #define G 3 #define Maxn 270500 using namespace std; int n,k,r[Maxn<<2],invn,invG; long long powM(long long a,long long t=mod-2) { long long ans=1,buf=a; while(t){ if(t&1)ans=(ans*buf)%mod; buf=(buf*buf)%mod; t>>=1; }return ans; } void NTT(long long *f,int n,short op) { for (int i=0;i<n;i++) if (r[i]<i)swap(f[r[i]],f[i]); for (int p=2;p<=n;p<<=1){ int len=p>>1, w=powM(op==1 ?G:invG,(mod-1)/p); for (int k=0;k<n;k+=p){ long long buf=1; for (int i=k;i<k+len;i++){ int sav=f[len+i]*buf%mod; f[len+i]=(f[i]-sav+mod)%mod; f[i]=(f[i]+sav)%mod; buf=buf*w%mod; } } } } long long _g[Maxn<<2]; void times(long long *f,long long *gg,int len1,int len2,int limit) { int n=1; for(;n<len1+len2;n<<=1); long long *g=_g; for (int i=0;i<len2;i++)g[i]=gg[i]; for (int i=len2;i<n;i++)g[i]=0; invn=powM(n); for(int i=0;i<n;i++) r[i]=(r[i>>1]>>1)|((i&1)?n>>1:0); NTT(f,n,1);NTT(g,n,1); for(int i=0;i<n;++i)f[i]=(f[i]*g[i])%mod; NTT(f,n,-1); for(int i=0;i<limit;++i)f[i]=f[i]*invn%mod; for(int i=limit;i<n;++i)f[i]=0; } long long _r[Maxn<<2],_rr[Maxn<<2]; void invp(long long *f,int m) { long long *r=_r,*rr=_rr; int n=1;for(;n<m;n<<=1); rr[0]=powM(f[0]); for (int len=2;len<=n;len<<=1){ for (int i=0;i<len;i++) r[i]=rr[i]*2%mod; times(rr,rr,len/2,len/2,len); times(rr,f,len,len,len); for (int i=0;i<len;i++) rr[i]=(r[i]-rr[i]+mod)%mod; }for (int i=0;i<m;i++) f[i]=rr[i]; for (int i=0;i<n;i++)rr[i]=r[i]=0; } void dao(long long *f,int m) { for (int i=1;i<m;i++) f[i-1]=f[i]*i%mod; f[m-1]=0; } void jifen(long long *f,int m) { for (int i=m;i;i--) f[i]=f[i-1]*powM(i)%mod; f[0]=0; } long long _lns[Maxn<<2]; void lnp(long long *f,int m) { long long *sav=_lns; for (int i=0;i<m;i++)sav[i]=f[i]; invp(sav,m);dao(f,m); times(f,sav,m-1,m,m); jifen(f,m-1); for (int i=0;i<m;i++)sav[i]=0; } long long _xp[Maxn<<2],_xp2[Maxn<<2]; void exp(long long *f,int m) { long long *s=_xp,*ss=_xp2; int n=1;for(;n<m;n<<=1); ss[0]=1; for (int len=2;len<=n;len<<=1){ for (int i=0;i<len/2;i++)s[i]=ss[i]; for (int i=len/2;i<len;i++)s[i]=0; lnp(s,len); for (int i=0;i<len;i++) s[i]=(f[i]-s[i]+mod)%mod; s[0]=(s[0]+1)%mod; times(ss,s,len/2,len,len); }for (int i=0;i<m;i++)f[i]=ss[i]; for (int i=0;i<n;i++)s[i]=ss[i]=0; } long long fac[Maxn<<2],inv[Maxn<<2]; void Init(int lim) { fac[0]=1; for (int i=1;i<=lim;i++) fac[i]=fac[i-1]*i%mod; } inline void print(long long *f,int len) { for (int i=0;i<len;i++) printf("%lld ",f[i]); puts(""); } long long a[Maxn<<2]; int main() { invG=powM(G); scanf("%d%d",&n,&k); if (k>n){ for(int i=0;i<=n;i++)printf("0 "); return 0; }n++; Init(n); for(int i=0;i<n-k;i++)a[i]=powM(i+1); lnp(a,n-k); for(int i=0;i<n-k;i++)a[i]=a[i]*k%mod; exp(a,n-k); for(int i=n-k-1;i>=0;i--)a[i+k]=a[i]; for(int i=0;i<k;i++)a[i]=0; long long invk=1; for(int i=1;i<=k;i++)invk=invk*i%mod; invk=powM(invk); for(int i=0;i<n;i++)a[i]=a[i]*fac[i]%mod*invk%mod; print(a,n); return 0; } ``` - [P5748 集合划分计数](https://www.luogu.com.cn/problem/P5748)(贝尔数) 贝尓数 $B[n]=$ 有 $n$ 个不同元素的集合,将其分为任意个无序非空子集的方案数。 也就是 $n$ 个球放进不限个数的若干个盒子里的方案数。 枚举盒子的个数就可以得到 ${\rm Ans}=\sum\limits_{i=1}^n\begin{Bmatrix}n \\ i\end{Bmatrix}$ ,也就是一行第二类斯特林数的和。 这就得到了一个$O(n\log n)$求单个贝尔数的方法。 下面给出 $O(n\log n)$ 求 $B[1...n]$ 的做法。 单个集合的 `EGF` 为 $\{0,1,1,1...\}$ 即 $e^x-1$。 使用 $\exp$ 生成有标号集合,可得贝尓数的 `EGF` 为 $\exp(e^x-1)$。 也可以硬推一行第二类斯特林数的和。 - **定理** : $S_2(x,y)=\sum\limits_{i=0}\sum\limits_{j=0}\begin{Bmatrix}i \\ j\end{Bmatrix}\dfrac{x^iy^j}{i!}=\exp\big(y(e^x-1)\big)$ $B(x)=\sum\limits_{i=0}B[i]\dfrac{x^i}{i!}=\sum\limits_{i=0}\sum\limits_{j=0}\begin{Bmatrix}i \\ j\end{Bmatrix}\dfrac{x^i}{i!}=S_2(x,1)=\exp(e^x-1)$ ```cpp #include<algorithm> #include<cstdio> #include<ctime> #define ll long long #define mod 998244353 #define G 3 #define Maxn 270000 using namespace std; inline int read() { register int X=0; register char ch=0; while(ch<48||ch>57)ch=getchar(); while(ch>=48&&ch<=57)X=X*10+(ch^48),ch=getchar(); return X; } ll powM(ll a,ll t=mod-2) { ll ans=1,buf=a; while(t){ if(t&1)ans=(ans*buf)%mod; buf=(buf*buf)%mod; t>>=1; }return ans; } int tr[Maxn<<1]; ll invG=powM(G); void NTT(ll *f,short op,int n) { for (int i=0;i<n;i++) if (i<tr[i])swap(f[i],f[tr[i]]); for(int p=2;p<=n;p<<=1){ int len=p>>1, tG=powM(op==1 ? G:invG,(mod-1)/p); for (int k=0;k<n;k+=p){ ll buf=1; for (int i=k;i<k+len;i++){ int sav=f[len+i]*buf%mod; f[len+i]=(f[i]-sav+mod)%mod; f[i]=(f[i]+sav)%mod; buf=buf*tG%mod; } } } } ll _g1[Maxn<<1]; void times(ll *f,ll *g,int len1,int len2,int lim) { int m=len1+len2-1,n; for(int i=0;i<len2;i++)_g1[i]=g[i]; #define g _g1 for(n=1;n<m;n<<=1); for(int i=len2;i<n;i++)g[i]=0; ll invn=powM(n); for(int i=0;i<n;i++) tr[i]=(tr[i>>1]>>1)|((i&1)?n>>1:0); NTT(f,1,n);NTT(g,1,n); for(int i=0;i<n;++i)f[i]=f[i]*g[i]%mod; NTT(f,-1,n); for(int i=0;i<lim;++i) f[i]=f[i]*invn%mod; for(int i=lim;i<n;++i)f[i]=0; #undef g } ll _w2[Maxn<<1],_r2[Maxn<<1]; void invp(ll *f,int m) { int n;for (n=1;n<m;n<<=1); #define w _w2 #define r _r2 w[0]=powM(f[0]); for (int len=2;len<=n;len<<=1){ for (int i=0;i<(len>>1);i++) r[i]=(w[i]<<1)%mod; times(w,w,len>>1,len>>1,len); times(w,f,len,len,len); for (int i=0;i<len;i++) w[i]=(r[i]-w[i]+mod)%mod; }for (int i=0;i<m;i++)f[i]=w[i]; for (int i=0;i<n;i++)w[i]=r[i]=0; #undef w #undef r } void dao(ll *f,int m) { for (int i=1;i<m;i++) f[i-1]=f[i]*i%mod; f[m-1]=0; } void jifen(ll *f,int m) { for (int i=m;i;i--) f[i]=f[i-1]*powM(i)%mod; f[0]=0; } ll _s3[Maxn<<2]; void lnp(ll *f,int m) { ll *sav=_s3; for (int i=0;i<m;i++)sav[i]=f[i]; invp(sav,m);dao(f,m); times(f,sav,m-1,m,m); jifen(f,m-1); for (int i=0;i<m;i++)sav[i]=0; } ll _xp[Maxn<<2],_xp2[Maxn<<2]; void exp(ll *f,int m) { ll *s=_xp,*s2=_xp2; int n=1;for(;n<m;n<<=1); s2[0]=1; for (int len=2;len<=n;len<<=1){ for (int i=0;i<(len>>1);i++)s[i]=s2[i]; lnp(s,len); for (int i=0;i<len;i++) s[i]=(f[i]-s[i]+mod)%mod; s[0]=(s[0]+1)%mod; times(s2,s,len>>1,len,len); }for (int i=0;i<m;i++)f[i]=s2[i]; for (int i=0;i<n;i++)s[i]=s2[i]=0; } ll fac[Maxn],inv[Maxn]; void Init(int lim) { fac[0]=1; for (int i=1;i<=lim;i++) fac[i]=fac[i-1]*i%mod; inv[lim]=powM(fac[lim]); for (int i=lim;i;i--) inv[i-1]=inv[i]*i%mod; } int T,n,m[1050]; ll F[Maxn<<1]; int main() { T=read(); for (int i=1;i<=T;i++) n=max(n,m[i]=read()); Init(n);n++; for (int i=1;i<n;i++)F[i]=inv[i]; exp(F,n); for (int i=1;i<=T;i++) printf("%lld\n",fac[m[i]]*F[m[i]]%mod); return 0; } ```