【启智树NOIP模拟】奇偶【卢卡斯定理】【背包】【bitset】
題意:給定 nnn 個數 aia_iai? ,求選出(可以重復,考慮順序)MMM 個數和為 SSS 的方案數模 222。
n≤200,ai≤105,M,S≤1018n\leq 200,a_i\leq 10^5,M,S\leq 10^{18}n≤200,ai?≤105,M,S≤1018
首先給每個數分配一個出現次數 cic_ici?,這個 ccc 貢獻的方案數為
M!c1!c2!…cn!\frac{M!}{c_1!c_2!\dots c_n!}c1?!c2?!…cn?!M!?
即
(Mc1)(M?c1c2)(M?c1?c2c3)…\binom{M}{c_1}\binom{M-c_1}{c_2}\binom{M-c_1-c_2}{c_3}\dots(c1?M?)(c2?M?c1??)(c3?M?c1??c2??)…
寫出 M,ciM,c_iM,ci? 的二進制,發現上式為奇數當且僅當 c1∣c2∣c3…∣cn=Mc_1|c_2|c_3\dots|c_n=Mc1?∣c2?∣c3?…∣cn?=M
證明:考慮模 222 意義下的盧卡斯定理,對于組合數 (ab)\binom{a}{b}(ba?),該式為 000 當且僅當二進制某個對應位置 aaa 為 000,bbb 為 111。也就是說,整個式子為 111 當且僅當每個組合數下面都是上面的子集。通過歸納法就可以證明。
如果想找個沒這么啟發式的證明,可以考慮對于 222 的 ruler?(x)=2x?count?(x)\operatorname{ruler}(x)=2x-\operatorname{count}(x)ruler(x)=2x?count(x)
這意味著:對于 MMM 每一個為 111 的位 iii,都可以且必須選 2i2^i2i 個相同的數。
所以從高到底考慮 SSS 的每一位做個背包,設 f(i,j)f(i,j)f(i,j) 表示考慮到第 iii 位剩下 jjj 的空間的方案數,每枚舉一位就把這個空間乘以 222 加上這一位的數。因為 aia_iai? 只有 10510^5105,所以這個 jjj 不用記太大,用 bitset 優化即可。
復雜度 O(Tnailog?S/w)O(T na_i\log S /w)O(Tnai?logS/w)
#include <iostream> #include <cstdio> #include <cstring> #include <cctype> #include <bitset> using namespace std; typedef long long ll; const int N=2e5; int a[205]; bitset<N+5> f[2]; int main() {int T;scanf("%d",&T);while (T--){ll M,S;int n;scanf("%lld%lld%d",&M,&S,&n);for (int i=1;i<=n;i++) scanf("%d",&a[i]);f[0].reset(),f[1].reset();f[0].set(0);for (int d=60;d>=0;d--){f[1].reset();for (int i=0;((i<<1)|((S>>d)&1))<=N;i++) if (f[0][i]) f[1].set((i<<1)|((S>>d)&1));f[0]=f[1];if ((M>>d)&1){f[0].reset();for (int i=1;i<=n;i++) f[0]^=(f[1]>>a[i]);} else f[0]=f[1];}cout<<f[0][0]<<'\n';}return 0; }總結
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