HDU多校训练第一场 1012 Sequence

匿名 (未验证) 提交于 2019-12-02 23:49:02

题目链接:acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=6589

题意:给出一个长度为n的数组,有m次操作,操作有3种1,2,3,问操作m次后的数组,输出i*a[i]的异或和

操作k的实质是进行一次O(n)的计算,a[i]+=a[i-k] (i-k>0)

k=1时,我们可以发现这是一次求前缀和的操作

k=2时,我们可以发现这是对于1,3,5,7... 2,4,6,8...两个子数组分别进行求前缀和的操作

k=3时,我们可以发现这是对于1,4,7,11...2,5,8,12...3,6,9,12...三个子数组分别求前缀和的操作

暴力的复杂度是O(mn),我们可以模拟出暴力的过程,其实这并不是一个浪费时间的过程,因为在比赛时,我们通过这个暴力的程序验算样例,发现了一个性质,那就是操作顺序的改变,并不会影响结果!

这个性质是解题的关键,如果没有发现这个性质,那么是想不到正解的,那么,问题的本质就变成了如何快速求出m次前缀和,粗略一想很显然这还是个o(nm)的操作,其实不然

观察求前缀和的过程

0次(不求):a[1],a[2],a[3],a[4],a[5]...

...

这里,规律就很明显了,我们可以发现进行多次前缀和后的数组,它的结果是和组合数有关的

第m次,组合数数组应该是c[i]=C(m+i-2,i-1),那么,上述结果用数组表示就是

这个东西已经很明显了,就是数组a[1],a[2],a[3],a[4],a[5]... 与b[1],b[2],b[3],b[4],b[5]...求卷积的结果,组合数的求法,O(m)预处理,O(1)求解即可,这是个很经典的方法,这里就不再赘述,百度上很多

求卷积有NTT(快速数论变换)与FFT(快速傅立叶变换)两种方法,也许你并不会这两个方法,这没有关系,套模板就行了,对于k=2,k=3的情况,我们只需要将数组拆分成子数组,就可以变成k=1的形式了,问题也就解决了

值得一提的是,由于FFT是复数操作,存在浮点误差,而且取模是一个魔法操作(不会),所以这里还是用NTT比较合适,注意一个细节,由于要多次使用板子,所以每次用完一定要把板子里面应该重置的数据要初始化,

特别是那两个用来求卷积的数组!!!

做一次卷积,我们就可以得到n次前缀和后的数组,整体时间复杂度O(m+nlogn)

上代码:

#include <bits/stdc++.h> using namespace std; #define maxn 300005//注意用来求卷积的数组的大小 #define MOD 998244353 #define mod MOD #define G 3 typedef long long ll; namespace NTT {//模板内容     int rev[maxn], n, m;     long long A[maxn], B[maxn], C[maxn];      inline ll Pow(ll a, ll k) {         ll base = 1;         while (k) {             if (k & 1) base = (base * a) % MOD;             a = (a * a) % MOD;             k >>= 1;         }         return base % MOD;     }      void NTT(long long *a, int len, int opt) {         for (int i = 0; i < len; i++) {             if (i < rev[i]) {                 swap(a[i], a[rev[i]]);             }         }         for (int i = 1; i < len; i <<= 1) {             long long wn = Pow(G, (opt * ((MOD - 1) / (i << 1)) + MOD - 1) % (MOD - 1));             int step = i << 1;             for (int j = 0; j < len; j += step) {                 long long w = 1;                 for (int k = 0; k < i; k++, w = (1ll * w * wn) % MOD) {                     long long x = a[j + k];                     long long y = 1ll * w * a[j + k + i] % MOD;                     a[j + k] = (x + y) % MOD;                     a[j + k + i] = (x - y + MOD) % MOD;                 }             }         }         if (opt == -1) {             long long r = Pow(len, MOD - 2);             for (int i = 0; i < len; i++)                 a[i] = 1ll * a[i] * r % MOD;         }     }      void solve(int n, int m) {         int x, l = 0 ,len = 1;         while (len <= n + m) len <<= 1, ++l;         for (int i = 0; i < len; ++i)             rev[i] = (rev[i >> 1] >> 1) | ((i & 1) << (l - 1));         NTT(A, len, 1), NTT(B, len, 1);         for (int i = 0; i < len; ++i){             C[i] = (ll) (A[i] * B[i]) % MOD;             A[i]=B[i]=0;         }         NTT(C, len, -1);     } } template <class T> void read(T &x) {     static char ch;static bool neg;     for(ch=neg=0;ch<'0' || '9'<ch;neg|=ch=='-',ch=getchar());     for(x=0;'0'<=ch && ch<='9';(x*=10)+=ch-'0',ch=getchar());     x=neg?-x:x; } int n,cnt[4]; ll a[100005],c[100005]; ll fac[1000005],inv[1000005]; ll pow_mod(ll m,ll n) {     ll res=1;     while (n)     {         if(n&1)res=res*m%mod;         m=m*m%mod;         n>>=1;     }     return res; } void init() {     inv[0]=fac[0]=1;     for(int i=1;i<=1000000;i++)fac[i]=fac[i-1]*i%mod;     inv[1000000]=pow_mod(fac[1000000],mod-2);     for(int i=999999;i>=1;i--)inv[i]=inv[i+1]*(i+1)%mod; } ll C(int n,int m) {     if(m==0)return 1;//这个地方是为了特殊处理调cnt=0的情况,这个时候的c数组应该是1,0,0,0,0...     if(n-m<0)return 0;     return fac[n]*inv[n-m]%mod*inv[m]%mod; } void calc(int m)//求m次前缀和的组合数数组 {     for(int i=1;i<=n;i++){         c[i]=C(m-2+i,i-1);     } } int main() {     init();//组合数预处理     int T;     cin>>T;     while (T--)     {         memset(cnt,0, sizeof(cnt));         int m,op;         read(n);read(m);         for(int i=1;i<=n;i++)         {             read(a[i]);         }         for(int i=1;i<=m;i++)         {             read(op);             ++cnt[op];         }         calc(cnt[1]);         for(int i=0;i<n;i++)NTT::A[i]=a[i+1];         for(int i=0;i<n;i++)NTT::B[i]=c[i+1];         NTT::solve(n,n);         for(int i=0;i<n;i++)a[i+1]=NTT::C[i];         calc(cnt[2]);         vector<int>d1,d2,d3;         for(int i=1;i<=n;i++)         {             i%2?d1.emplace_back(a[i]):d2.emplace_back(a[i]);         }         for(int i=0;i<d1.size();i++)NTT::A[i]=d1[i];         for(int i=0;i<d1.size();i++)NTT::B[i]=c[i+1];         NTT::solve(d1.size(),d1.size());         for(int i=1;i<=n;i+=2)a[i]=NTT::C[i/2];         for(int i=0;i<d2.size();i++)NTT::A[i]=d2[i];         for(int i=0;i<d2.size();i++)NTT::B[i]=c[i+1];         NTT::solve(d2.size(),d2.size());         for(int i=2;i<=n;i+=2)a[i]=NTT::C[i/2-1];         d1.clear();         d2.clear();         calc(cnt[3]);         for(int i=1;i<=n;i++)         {             if(i%3==1)d1.emplace_back(a[i]);             else if(i%3==2)d2.emplace_back(a[i]);             else d3.emplace_back(a[i]);         }         for(int i=0;i<d1.size();i++)NTT::A[i]=d1[i];         for(int i=0;i<d1.size();i++)NTT::B[i]=c[i+1];         NTT::solve(d1.size(),d1.size());         for(int i=1;i<=n;i+=3)a[i]=NTT::C[i/3];         for(int i=0;i<d2.size();i++)NTT::A[i]=d2[i];         for(int i=0;i<d2.size();i++)NTT::B[i]=c[i+1];         NTT::solve(d2.size(),d2.size());         for(int i=2;i<=n;i+=3)a[i]=NTT::C[i/3];         for(int i=0;i<d3.size();i++)NTT::A[i]=d3[i];         for(int i=0;i<d3.size();i++)NTT::B[i]=c[i+1];         NTT::solve(d3.size(),d3.size());         for(int i=3;i<=n;i+=3)a[i]=NTT::C[i/3-1];         ll ans=0;         for(int i=1;i<=n;i++)ans=ans^(1ll*i*a[i]);         cout<<ans<<endl;     }     return 0; } 

k=3时,变成c[1],0,0,c[2],0,0,c[3],0,0...这种,然后直接对两个数组求卷积就可以了

这是按照标程思路写的代码,精简了很多,常数也小了一些

#include <bits/stdc++.h> using namespace std; #define maxn 300005 #define MOD 998244353 #define mod MOD #define G 3 typedef long long ll; int rev[maxn]; long long C[maxn];  inline ll Pow(ll a, ll k) {     ll base = 1;     while (k) {         if (k & 1) base = (base * a) % MOD;         a = (a * a) % MOD;         k >>= 1;     }     return base % MOD; }  void NTT(long long *a, int len, int opt) {     for (int i = 0; i < len; ++i) {         if (i < rev[i]) {             swap(a[i], a[rev[i]]);         }     }     for (int i = 1; i < len; i <<= 1) {         long long wn = Pow(G, (opt * ((MOD - 1) / (i << 1)) + MOD - 1) % (MOD - 1));         int step = i << 1;         for (int j = 0; j < len; j += step) {             long long w = 1;             for (int k = 0; k < i; ++k, w = (1ll * w * wn) % MOD) {                 long long x = a[j + k];                 long long y = 1ll * w * a[j + k + i] % MOD;                 a[j + k] = (x + y) % MOD;                 a[j + k + i] = (x - y + MOD) % MOD;             }         }     }     if (opt == -1) {         long long r = Pow(len, MOD - 2);         for (int i = 0; i < len; i++)             a[i] = 1ll * a[i] * r % MOD;     } }  void solve(ll A[],ll B[],int n, int m) {     int x, l = 0 ,len = 1;     while (len <= n + m) len <<= 1, ++l;     for (int i = 0; i < len; ++i)         rev[i] = (rev[i >> 1] >> 1) | ((i & 1) << (l - 1));     NTT(A, len, 1), NTT(B, len, 1);     for (int i = 0; i < len; ++i) {         C[i] = (ll) (A[i] * B[i]) % MOD;         A[i] = B[i] = 0;     }     NTT(C, len, -1); } void read(ll &x) {     static char ch;static bool neg;     for(ch=neg=0;ch<'0' || '9'<ch;neg|=ch=='-',ch=getchar());     for(x=0;'0'<=ch && ch<='9';(x*=10)+=ch-'0',ch=getchar());     x=neg?-x:x; } int n,cnt[4]; ll a[maxn],c[maxn]; ll fac[1000005],inv[1000005]; ll pow_mod(ll m,ll n) {     ll res=1;     while (n)     {         if(n&1)res=res*m%mod;         m=m*m%mod;         n>>=1;     }     return res; } void init() {     inv[0]=fac[0]=1;     for(int i=1;i<=1000000;i++)fac[i]=fac[i-1]*i%mod;     inv[1000000]=pow_mod(fac[1000000],mod-2);     for(int i=999999;i>=1;i--)inv[i]=inv[i+1]*(i+1)%mod; } ll Comb(int n,int m) {     return n<m?0:fac[n]*inv[n-m]%mod*inv[m]%mod; } int main() {     init();//组合数预处理     int T;     cin>>T;     while (T--)     {         memset(cnt,0, sizeof(cnt));         ll m,op;         cin>>n>>m;         for(int i=1;i<=n;i++)         {             read(a[i]);         }         for(int i=1;i<=m;i++)         {             read(op);             ++cnt[op];         }         for(int i=1;i<=3;i++)         {             memset(c,0, sizeof(c));             for(int j=0;j*i<n;j++)             {                 c[j*i]=Comb(cnt[i]-1+j,j);             }             if(cnt[i]==0)c[0]=1;//特殊处理             solve(a+1,c,n,n);             for(int i=0;i<n;i++)a[i+1]=C[i];         }         ll ans=0;         for(int i=1;i<=n;i++)ans=ans^(1ll*i*a[i]);         cout<<ans<<endl;     }     return 0; }

总结:这个题总体来说还是不难的,虽然过程繁琐,比赛的时候用了FFT也没写出来,不过总的收获还是很大的,以前对于这种比赛时过的很少的题束手无策,现在也能自己分析个七七八八的,算是一种进步了吧

多想想,不要轻易放弃,也许下一刻就能收获AC!

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