整数划分的快速计算(loj#6268. 分拆数)

上午听WC的时候听到的并没有细讲的东西

整数划分

http://oeis.org/A000041

n很小的时候是入门级别的东西,设f[i][j]表示总和为i个数为j的方案,每次加上一个1或者对全部的+1


考虑答案的生成函数:

\(\prod_{i>=1} \sum_j x^{ij}=\prod_{i>=1}\frac{1}{1-x^i}\)

i的范围是1~n没法分治ntt求,所以对式子取ln,最后再exp回来

\(=\sum_{i>=1}\ln\frac{1}{1-x^i}\)

\(=-\sum_{i>=1}\ln(1-x^i)\)

关于\(\ln(1+x)\)的麦克劳林级数(泰勒展开x0=0的特殊情况):

\(\ln(1+x)=\sum_i \frac{(-1)^{i-1}x^i}{i}\)


UPD:以下是智障方法,正常方法见后文

先证明一些东西:\(((1+x)^n)'=n(1+x)^{n-1}\)以及\(f(x)=\ln(1+x),f^{(n)}(x)=(-1)^{n-1}(n-1)!(1+x)^{-n}\)

第一条有\((1+x)^n=\sum \binom{n}{i}x^i,((1+x)^n)'=\sum \binom{n}{i}ix^{i-1}=n(1+x)^{n-1}\)

第二条考虑归纳

已知\(f^{(n-1)}(x)=(-1)^{n-2}(n-2)!(1+x)^{-(n-1)}\),则根据u/v=(u'v-v'u)/v^2有

\(f^{(n)}(x)=((-1)^{n-2}(n-2)!(1+x)^{-(n-1)})'=(\frac{(-1)^{n-2}(n-2)!}{(1+x)^{2n-2}})'\)

\(=-\frac{((1+x)^{n-1})'(-1)^{n-2}(n-2)!}{(1+x)^{2n-2}}=-\frac{(n-1)(1+x)^{n-2}(-1)^{n-2}(n-2)!}{(1+x)^{2n-2}}=(-1)^{n-1}(n-1)!(1+x)^{-n}\)

现在证明\(\ln(1+x)=\sum_i \frac{(-1)^{i-1}x^i}{i}\)

\(\ln(1+x)=f(x)=\sum_i \frac{f^{(i)}(0)x^i}{i!}=\sum_i \frac{(-1)^{i-1}(i-1)!x^i}{i!}=\sum_{i>=1}\frac{(-1)^{i-1}x^i}{i}\)


正常推导法:

\(\ln(1+x)'=\frac{1}{1+x}=\sum_i (-1)^ix^i\)

\(\int(\ln(1+x)')=\ln(1+x)=\sum_i \frac{(-1)^ix^{i+1}}{i+1}=\sum_{i>=1}\frac{(-1)^{i-1}x^i}{i}\)

我是傻逼


那么可以搞一开始的式子了,代入-x^i:

\(\ln Ans(x)=-\sum_{i>=1}\ln(1-x^i)\)

\(=-\sum_{i>=1}\sum_{j>=1}\frac{(-1)^{2j-1}x^{ij}}{j}=\sum_{i>=1}\sum_{j>=1}\frac{x^{ij}}{j}\)

要求的是\(x^{n+1}\)意义下的多项式,所以ij<=n,暴力枚举即可处理出\(\ln Ans(x)\),取exp还原

PS:


所以如果用了NOI编译器会被T成sb

code

loj6268

#include <bits/stdc++.h>
#define fo(a,b,c) for (a=b; a<=c; a++)
#define fd(a,b,c) for (a=b; a>=c; a--)
#define mod 998244353
#define Mod 998244351
#define G 114514
#define ll long long
//#define file
using namespace std;

ll a[262144],ans[262144],ww[262144],w[19][262144],W[19][262144];
int a2[19][262144],N,len,n,i,j,k,l;
char st[21],ch;

void Write(int x) {int i=0; if (!x) {printf("0\n");return;} while (x) st[++i]=x%10+'0',x/=10; while (i) putchar(st[i--]);putchar('\n');}

ll qpower(ll a,int b) {ll ans=1; while (b) {if (b&1) ans=ans*a%mod;a=a*a%mod;b>>=1;} return ans;}
void dft(ll *a,int tp,int N,int len)
{
	static ll A[262144];
	int i,j,k,l,S=N,s1=2,s2=1;
	ll u,v;
	
	fo(i,0,N-1) A[i]=a[a2[len][i]];
	memcpy(a,A,N*8);
	
	fo(i,1,len)
	{
		S>>=1;
		fo(j,0,S-1)
		{
			fo(k,0,s2-1)
			{
				u=a[j*s1+k],v=a[j*s1+k+s2]*(tp==1?w[i][k]:W[i][k]);
				a[j*s1+k]=(u+v)%mod;
				a[j*s1+k+s2]=(u-v)%mod;
			}
		}
		s1<<=1,s2<<=1;
	}
}
void mul(ll *a,ll *b,ll *c,int N,int len)
{
	static ll A[262144],B[262144];
	int i,j,k,l,N2=qpower(N,Mod);
	
	memcpy(A,a,N*8),memcpy(B,b,N*8);
	dft(A,1,N,len),dft(B,1,N,len);
	fo(i,0,N-1) A[i]=A[i]*B[i]%mod;
	dft(A,-1,N,len);
	fo(i,0,N-1) c[i]=A[i]*N2%mod;
}
void ny(ll *a,ll *b,int N,int len)
{
	static ll A[262144],B[262144];
	int i,j,k,l;
	
	if (N==1) {b[0]=qpower(a[0],Mod);return;}
	ny(a,b,N/2,len-1);
	
	memset(A,0,N*2*8),memset(B,0,N*2*8);
	mul(b,b,A,N,len);
	memcpy(B,a,N*8);
	mul(A,B,A,N*2,len+1);
	fo(i,0,N-1) b[i]=(2*b[i]-A[i])%mod;
}
void dao(ll *a,int N,int len)
{
	int i,j,k,l;
	fo(i,0,N-2) a[i]=a[i+1]*(i+1)%mod;a[N-1]=0;
}
void ji(ll *a,int N,int len)
{
	int i,j,k,l;
	fd(i,N-1,1) a[i]=a[i-1]*ww[i]%mod;a[0]=0;
}
void Ln(ll *a,ll *b,int N,int len)
{
	static ll A[262144],B[262144];
	int i,j,k,l;
	
	memset(A,0,N*2*8);memset(B,0,N*2*8);
	memcpy(A,a,N*8),dao(A,N,len);
	ny(a,B,N,len);
	mul(A,B,B,N*2,len+1);
	memcpy(b,B,N*8),ji(b,N,len);
}
void Exp(ll *a,ll *b,int N,int len)
{
	static ll A[262144],B[262144];
	int i,j,k,l;
	
	if (N==1) {b[0]=1;return;}
	Exp(a,b,N/2,len-1);
	
	memset(B,0,N*2*8);Ln(b,B,N,len);
	fo(i,0,N-1) B[i]=(a[i]-B[i])%mod;++B[0];
	memset(A,0,N*2*8);memcpy(A,b,N*4);
	mul(A,B,B,N*2,len+1);
	memcpy(b,B,N*8);
}

void init()
{
	ww[1]=1;
	fo(i,2,262143) ww[i]=mod-ww[mod%i]*(mod/i)%mod;
	N=1;
	fo(len,1,18)
	{
		N<<=1;
		w[len][0]=W[len][0]=1;
		w[len][1]=qpower(G,(mod-1)/N),W[len][1]=qpower(G,(mod-1)-(mod-1)/N);
		fo(i,2,N-1) w[len][i]=w[len][i-1]*w[len][1]%mod,W[len][i]=W[len][i-1]*W[len][1]%mod;
		fo(i,0,N-1)
		{
			j=i,k=0;
			fo(l,1,len)
			k=k*2+(j&1),j>>=1;
			a2[len][i]=k;
		}
	}
}

int main()
{
	#ifdef file
	freopen("loj6268.in","r",stdin);
	freopen("a.out","w",stdout);
	#endif
	
	init();
	scanf("%d",&n);len=ceil(log2(n+1)),N=qpower(2,len);
	fo(i,1,n)
	{
		for (j=i; j<=n; j+=i)
		a[j]=(a[j]+ww[j/i])%mod;
	}
	
	Exp(a,ans,N,len);
	fo(i,1,n) Write((ans[i]+mod)%mod);
	
	fclose(stdin);
	fclose(stdout);
	return 0;
}
posted @ 2020-08-02 19:53  gmh77  阅读(894)  评论(0编辑  收藏  举报