[数学记录]P5162 WD与积木

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2019-12-30 13:08:09

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**题意** : 把$1...n$分割成若干个集合,集合之间**有顺序**,问所有不同的分割方法之中,集合个数的期望。 先考虑一个弱化版的问题 : 统计分割方法数。 ~~观察数据可得~~这题是个多项式重工业,考虑使用EGF。 容易得到单个集合的EGF为 : $F(x)=\{0,1,1,1...\}=\sum\limits_{i=1}\dfrac{x^i}{i!}=e^x-1$ 注意,把这东西是不能直接EXP的。 EXP的生成函数意义 : $\exp F(x)=\sum\limits_{i=0}\dfrac{F(x)^i}{i!}$,即无序组合背包。 这里是有序排列背包,这里有一个入门级经典结论 : $\sum\limits_{i=0}F(x)^i=\dfrac{1}{1-F(x)}$ , 这个东西就是有序排列背包。 那么背出来就是$\dfrac{1}{2-e^x}$。 接下来考虑求集合个数总和,看起来不太好直接搞。 我们怎么统计集合呢?每卷一次$F(x)$就算多了一个集合,我们前面的有序排列背包枚举了$F(x)$的指数,直接借过来用就好了。 得到这个式子 : $\sum\limits_{i=0}iF(x)^i$ 无穷级数,考虑扰动法 : $(1-x)\sum\limits_{i=0}ix^i=\sum\limits_{i=0}ix^i-\sum\limits_{i=1}(i-1)x^i=\sum\limits_{i=1}x^i=\dfrac{x}{1-x}$ 得到$\sum\limits_{i=0}iF(x)^i=\dfrac{F(x)}{(1-F(x))^2}=\dfrac{e^x-1}{(2-e^x)^2}$ 会乘法+求逆就可以做了,注意得到的是EGF,记得还原。 ```cpp #include<algorithm> #include<cstdio> #define ll long long #define mod 998244353 #define G 3 #define Maxn 135000 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; while(t){ if(t&1)ans=ans*a%mod; a=a*a%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/2; ll tG=powM(op==1 ? G:invG,(mod-1)/p); for(int k=0;k<n;k+=p){ ll buf=1; for(int l=k;l<k+len;l++){ int tt=buf*f[len+l]%mod; f[len+l]=f[l]-tt; if (f[len+l]<0)f[len+l]+=mod; f[l]+=tt; if (f[l]>=mod)f[l]-=mod; buf=buf*tG%mod; } } } } ll _g1[Maxn<<1]; void times(ll *f,ll *g,int len,int lim) { int m=len+len,n; for(int i=0;i<len;i++)_g1[i]=g[i]; #define g _g1 for(n=1;n<m;n<<=1); for(int i=len;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); times(w,f,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 } 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])%mod; for (int i=lim;i;i--) inv[i-1]=inv[i]*i%mod; } int T,n,m[Maxn]; ll F[Maxn<<1],S[Maxn<<1],sav[Maxn]; int main() { scanf("%d",&T); for (int i=1;i<=T;i++) n=max(n,(m[i]=read())); n++;Init(n); F[0]=1; for (int i=1;i<n;i++) F[i]=mod-(S[i]=inv[i]); invp(F,n); for (int i=1;i<=T;i++) sav[i]=F[m[i]]*fac[m[i]]%mod; times(F,F,n,n); times(F,S,n,n); for (int i=1;i<=T;i++) printf("%lld\n",powM(sav[i])*F[m[i]]%mod*fac[m[i]]%mod); return 0; } ```