Dr. Zhou

闲话 22.11.13

闲话

没有社论
因为我不觉得我能把这题剖析得多明白
但总之我切了（

昨天没有闲话
我也不知道为什么 但总之想写的时候已经八点多了
然后写了一半就回去睡觉了
然后今天补完了

翻今天T3原题时看到一道题
CF1051F
是不是很眼熟？

然后在打url
已存在相同的友好地址名:chitchat221103
??? 瞪了半分钟
哦wssb

杂题

我趣 我终于切了（
但是感觉全是代码没有讲解啊

[蓝桥杯 2020 国 A] 蓝跳跳

给定 k,p，定义 n 的一个合法整数分拆为满足如下条件的有序数列 a：

  1. 数列各项加和为 n。
  2. 数列各项值均不超过 k。
  3. 数列任意相邻两项不能均大于等于 p。

给定整数 l，求 l 不同的合法整数分拆的数量。

两个合法整数分拆彼此不同，当且仅当二者对应数列长度不同或存在一项不同。

1≤k,p≤1000, 1≤l≤1018。

一点点来吧……

1. 1≤k,p≤50, 1≤l≤103

考虑直接 dp。

设 fi,j 为当前整数大小为 i，数列最后一项为 j 的可能情况。
然后容易写出转移：

fi,j=∑t=1kfi−j,t(j<p) 

fi,j=∑t=1p−1fi−j,t(j≥p) 

直接转移做到 O(kpl)。

答案即为 ∑i=1kfl,i。

code 
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std; using pii = pair<int,int>;
using ll = long long; using ull = unsigned long long; using db = double; using ld = long double; using lll = __int128_t;
mt19937 rnd(chrono::steady_clock::now().time_since_epoch().count());
template<typename T> void get(T & x) {
	x = 0; char ch = getchar(); bool f = false; while (ch < '0' or ch > '9') f = f or ch == '-', ch = getchar();
	while ('0' <= ch and ch <= '9') x = (x << 1) + (x << 3) + ch - '0', ch = getchar(); f && (x = -x); 
} template <typename T, typename ... Args> void get(T & a, Args & ... b) { get(a); get(b...); }
#define rep(i,s,t) for (register int i = (s), i##_ = (t) + 1; i < i##_; ++ i)
#define pre(i,s,t) for (register int i = (s), i##_ = (t) - 1; i > i##_; -- i)
const int N = 5e3 + 10;
// const int B = 300;

const int mod = 20201114;
// const int mod = 469762049, g = 3;
// const int mod = 998244353, g = 3;
// const int mod = 1004535809, g = 3;
// const int mod = 1e9 + 7;
// const int mod = 1e9 + 9;
// const int mod = 1e9 + 3579, bse = 131;
const int inv2 = (mod + 1) >> 1;
template <typename T1, typename T2> T1 add(T1 a, T2 b) { return (a += b) >= mod ? a - mod : a; }
template <typename T1, typename ...Args> T1 add(T1 a, Args ... b) { return add(a, add(b...)); }
struct FastMod { int m; ll b; void init(int _m) { m = _m; b = ((lll)1<<64) / m; } FastMod(int _m) { init(_m); } int operator() (ll a) {ll q = ((lll)a * b) >> 64; a -= q * m; if (a >= m) a -= m; return a; } } Mod(mod);
int mul(int a, int b) { return Mod(1ll * a * b); } template <typename ...Args> int mul(int a, Args ...b) { return mul(a, mul(b...)); }
// int mul(int a, int b) { return 1ll * a * b % mod; } template <typename ...Args> int mul(int a, Args ...b) { return mul(a, mul(b...)); }
template <typename T1, typename T2> T1 qp(T1 a, T2 b) { T1 ret = 1; for (; b; a = mul(a, a), b >>= 1) if (b & 1) ret = mul(ret, a); return ret; }

int k, p, f[N][55], ans;
ll l;

int main() {
	get(k, p, l);
	f[0][1] = 1;
	rep(i,1,l) {
		rep(j,1,min(i,p-1)) {
			rep(l,1,k) f[i][j] = add(f[i][j], f[i-j][l]);
		} 
		rep(j,p,min(i,k)) {
			rep(l,1,p-1) f[i][j] = add(f[i][j], f[i-j][l]);
		}
	} rep(i,1,min(l, (ll)k)) ans = add(ans, f[l][i]);
	cout << ans << endl;
}

然后我们发现似乎可以压缩一下状态。我们发现 j 这一维实际上只记录了 j<p 的情况和 j≥p 的情况。此决策可以在转移时完成。然后就可以把这两种状态压缩：
设 fi,0/1 为当前整数大小为 i，数列最后一项是否小于 p 的方案数。
然后仍然是转移：

fi,0=∑j=1p−1fi−j,0+fi−j,1,fi,1=∑j=pkfi−j,0

答案即为 fl,0+fl,1。直接转移做到 O(kl)。

code 
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std; using pii = pair<int,int>;
using ll = long long; using ull = unsigned long long; using db = double; using ld = long double; using lll = __int128_t;
mt19937 rnd(chrono::steady_clock::now().time_since_epoch().count());
template<typename T> void get(T & x) {
	x = 0; char ch = getchar(); bool f = false; while (ch < '0' or ch > '9') f = f or ch == '-', ch = getchar();
	while ('0' <= ch and ch <= '9') x = (x << 1) + (x << 3) + ch - '0', ch = getchar(); f && (x = -x); 
} template <typename T, typename ... Args> void get(T & a, Args & ... b) { get(a); get(b...); }
#define rep(i,s,t) for (register int i = (s), i##_ = (t) + 1; i < i##_; ++ i)
#define pre(i,s,t) for (register int i = (s), i##_ = (t) - 1; i > i##_; -- i)
const int N = 5e3 + 10;
// const int B = 300;

const int mod = 20201114;
// const int mod = 469762049, g = 3;
// const int mod = 998244353, g = 3;
// const int mod = 1004535809, g = 3;
// const int mod = 1e9 + 7;
// const int mod = 1e9 + 9;
// const int mod = 1e9 + 3579, bse = 131;
const int inv2 = (mod + 1) >> 1;
template <typename T1, typename T2> T1 add(T1 a, T2 b) { return (a += b) >= mod ? a - mod : a; }
template <typename T1, typename ...Args> T1 add(T1 a, Args ... b) { return add(a, add(b...)); }
struct FastMod { int m; ll b; void init(int _m) { m = _m; b = ((lll)1<<64) / m; } FastMod(int _m) { init(_m); } int operator() (ll a) {ll q = ((lll)a * b) >> 64; a -= q * m; if (a >= m) a -= m; return a; } } Mod(mod);
int mul(int a, int b) { return Mod(1ll * a * b); } template <typename ...Args> int mul(int a, Args ...b) { return mul(a, mul(b...)); }
// int mul(int a, int b) { return 1ll * a * b % mod; } template <typename ...Args> int mul(int a, Args ...b) { return mul(a, mul(b...)); }
template <typename T1, typename T2> T1 qp(T1 a, T2 b) { T1 ret = 1; for (; b; a = mul(a, a), b >>= 1) if (b & 1) ret = mul(ret, a); return ret; }

int k, mx, p, sum[N][2], ans;
ll l;

int main() {
	get(k, p, l);
	sum[0][0] = 1;
	rep(i,1,l) {
		rep(j,1,min(p - 1, i)) {
			sum[i][0] = add(sum[i][0], sum[i - j][0], sum[i - j][1]);
		}
		rep(j,p,min(k, i)) {
			sum[i][1] = add(sum[i][1], sum[i - j][0]);
		}
	} 
	cout << add(sum[l][0], sum[l][1]) << endl;
	return 0;
}

2. 1≤k,p≤50, 1≤l≤1018

我们发现，如上 O(kl) 的转移可以写成矩阵的形式。具体地，我们使用 2k×2k 的矩阵进行转移，初始向量记录 1∼k 段内所有 fi,0 与 fi,1。

k=5, p=3 的情况

[fi+1,1fi+1,0fi,1fi,0fi−1,1fi−1,0fi−2,1fi−2,0fi−3,1fi−3,0]=[0000010101111100000010000000000100000000001000000000010000000000100000000001000000000010000000000100][fi,1fi,0fi−1,1fi−1,0fi−2,1fi−2,0fi−3,1fi−3,0fi−4,1fi−4,0]

然后转移即可。总时间复杂度 O(8k3log⁡l)。

code 
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std; using pii = pair<int,int>;
using ll = long long; using ull = unsigned long long; using db = double; using ld = long double; using lll = __int128_t;
mt19937 rnd(chrono::steady_clock::now().time_since_epoch().count());
template<typename T> void get(T & x) {
	x = 0; char ch = getchar(); bool f = false; while (ch < '0' or ch > '9') f = f or ch == '-', ch = getchar();
	while ('0' <= ch and ch <= '9') x = (x << 1) + (x << 3) + ch - '0', ch = getchar(); f && (x = -x); 
} template <typename T, typename ... Args> void get(T & a, Args & ... b) { get(a); get(b...); }
#define rep(i,s,t) for (register int i = (s), i##_ = (t) + 1; i < i##_; ++ i)
#define pre(i,s,t) for (register int i = (s), i##_ = (t) - 1; i > i##_; -- i)
const int N = 5e3 + 10;
// const int B = 300;

const int mod = 20201114;
// const int mod = 469762049, g = 3;
// const int mod = 998244353, g = 3;
// const int mod = 1004535809, g = 3;
// const int mod = 1e9 + 7;
// const int mod = 1e9 + 9;
// const int mod = 1e9 + 3579, bse = 131;
const int inv2 = (mod + 1) >> 1;
template <typename T1, typename T2> T1 add(T1 a, T2 b) { return (a += b) >= mod ? a - mod : a; }
template <typename T1, typename ...Args> T1 add(T1 a, Args ... b) { return add(a, add(b...)); }
struct FastMod { int m; ll b; void init(int _m) { m = _m; b = ((lll)1<<64) / m; } FastMod(int _m) { init(_m); } int operator() (ll a) {ll q = ((lll)a * b) >> 64; a -= q * m; if (a >= m) a -= m; return a; } } Mod(mod);
int mul(int a, int b) { return Mod(1ll * a * b); } template <typename ...Args> int mul(int a, Args ...b) { return mul(a, mul(b...)); }
// int mul(int a, int b) { return 1ll * a * b % mod; } template <typename ...Args> int mul(int a, Args ...b) { return mul(a, mul(b...)); }
template <typename T1, typename T2> T1 qp(T1 a, T2 b) { T1 ret = 1; for (; b; a = mul(a, a), b >>= 1) if (b & 1) ret = mul(ret, a); return ret; }

int k, mx, p, sum[N][2], ans;
ll l;

struct mat {
	int a[405][405];
	int* operator [] (const int & b) { return a[b]; }
	const int* operator [] (const int & b) const { return a[b]; }
	void clear() { memset(a, 0, sizeof a); }
	mat operator * (const mat & b) const {
		mat ret; ret.clear();
		rep(i,0,mx) rep(j,0,mx) rep(k,0,mx) ret[i][j] = add(ret[i][j], mul(a[i][k], b[k][j]));
		return ret;
	}
} bse, str;

int main() {
	get(k, p, l); mx = (k<<1) - 1;
	sum[0][0] = 1;
	rep(i,1,k) {
		rep(j,1,min(p - 1, i)) {
			sum[i][0] = add(sum[i][0], sum[i - j][0], sum[i - j][1]);
		}
		rep(j,p,min(k, i)) {
			sum[i][1] = (sum[i][1] + sum[i - j][0]) % mod;
		}
	} if (l <= k) {
		cout << add(sum[l][0], sum[l][1]) << endl;
		return 0;
	}
	rep(i,0,k - 1) {
		str[i << 1][0] = sum[k - i][1];
		str[i << 1 | 1][0] = sum[k - i][0];
	}
	for (int i = (k << 1) - 1; i >= (p << 1) - 1; i -= 2) bse[0][i] = 1;
	for (int i = 0; i < (p - 1) << 1; i++) bse[1][i] = 1;
	for (int i = 2; i < k << 1; i++) bse[i][i - 2] = 1;
	l -= k;
	while (l) {
		if (l & 1) str = bse * str;
		bse = bse * bse;
		l >>= 1;
	} 
	printf("%d\n", add(str[0][0], str[1][0]));
}

我不知道为什么它要给一个 k=200 的部分分。反正我数组开小的正解得了这分。大概是兜底？

3. 1≤k,p≤1000, 1≤l≤1018

你看这个矩阵是不是很像线性递推？

考虑设 gi=fi,0+fi,1。
我们可以写

gi=∑j=1p−1(fi−j,0+fi−j,1)+∑j=pkfi−j,0=∑j=1p−1gi−j+∑j=pkfi−j,0

前面那部分可以直接扔进线性递推转移。后面那部分……
考虑在最后一步 i≥p 时，仅有倒数第二步 j<p 的状态能够全部转移。同时，考虑这里的贡献在 j<p 时已经被算了，我们只需要 ≥p 的 j。算一下有多少个 j 满足条件，然后 fi 的系数就是它。
这里由于需要让所有贡献都被算完，线性递推的长度是 k+p−1 的。

转移时直接 O(k2) 模拟多项式乘法即可，因为不想写任意模数 ntt。

模拟的总复杂度为 O(k2log⁡l)。

code 
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std; using pii = pair<int,int>;
using ll = long long; using ull = unsigned long long; using db = double; using ld = long double; using lll = __int128_t;
mt19937 rnd(chrono::steady_clock::now().time_since_epoch().count());
template<typename T> void get(T & x) {
	x = 0; char ch = getchar(); bool f = false; while (ch < '0' or ch > '9') f = f or ch == '-', ch = getchar();
	while ('0' <= ch and ch <= '9') x = (x << 1) + (x << 3) + ch - '0', ch = getchar(); f && (x = -x); 
} template <typename T, typename ... Args> void get(T & a, Args & ... b) { get(a); get(b...); }
#define rep(i,s,t) for (register int i = (s), i##_ = (t) + 1; i < i##_; ++ i)
#define pre(i,s,t) for (register int i = (s), i##_ = (t) - 1; i > i##_; -- i)
const int N = 4e3 + 10;
// const int B = 300;

const int mod = 20201114;
// const int mod = 469762049, g = 3;
// const int mod = 998244353, g = 3;
// const int mod = 1004535809, g = 3;
// const int mod = 1e9 + 7;
// const int mod = 1e9 + 9;
// const int mod = 1e9 + 3579, bse = 131;
const int inv2 = (mod + 1) >> 1;
template <typename T1, typename T2> T1 add(T1 a, T2 b) { return (a += b) >= mod ? a - mod : a; }
template <typename T1, typename ...Args> T1 add(T1 a, Args ... b) { return add(a, add(b...)); }
struct FastMod { int m; ll b; void init(int _m) { m = _m; b = ((lll)1<<64) / m; } FastMod(int _m) { init(_m); } int operator() (ll a) {ll q = ((lll)a * b) >> 64; a -= q * m; if (a >= m) a -= m; return a; } } Mod(mod);
int mul(int a, int b) { return Mod(1ll * a * b); } template <typename ...Args> int mul(int a, Args ...b) { return mul(a, mul(b...)); }
// int mul(int a, int b) { return 1ll * a * b % mod; } template <typename ...Args> int mul(int a, Args ...b) { return mul(a, mul(b...)); }
// template <typename T1, typename T2> T1 qp(T1 a, T2 b) { T1 ret = 1; for (; b; a = mul(a, a), b >>= 1) if (b & 1) ret = mul(ret, a); return ret; }

int k, mx, p, sum[N][2], ans;
int f[N], h[N];
ll l;

struct lst {
	int a[N];
	int & operator [] (const int & p) { return a[p]; }
	const int operator [] (const int & p) const { return a[p]; }
	lst operator * (const lst & b) const {
		lst ret; rep(i,0,mx-1) ret[i] = 0;
		rep(i,0,mx-1) rep(j,0,mx-1) ret[i + j] = add(ret[i + j], mul(a[i], b[j]));
		for (int i = (mx-1) << 1; i >= mx; ret[i] = 0, -- i) rep(j,1,mx) 
			ret[i - j] = add(ret[i - j], mul(ret[i], f[j]));
		return ret;
	}
} res;

lst qp(lst a, ll b) {
	lst ret; memset(ret.a, 0, sizeof ret.a); ret[0] = 1;
	while (b) {
		if (b & 1) ret = ret * a;
		a = a * a;
		b >>= 1;
	} return ret;
}

int main() {
	get(k, p, l); mx = k + p - 1; -- l;
	sum[0][0] = 1;
	rep(i,1,mx) {
		rep(j,1,min(p - 1, i)) {
			sum[i][0] = add(sum[i][0], sum[i - j][0], sum[i - j][1]);
		}
		rep(j,p,min(k, i)) {
			sum[i][1] = (sum[i][1] + sum[i - j][0]) % mod;
		}
	} 
	
	rep(i,1,p-1) f[i] = 1;
	rep(i,p,k+p-1) rep(j,p,k) if (0 < i - j and i - j < p) ++ f[i];
	rep(i,0,k+p-1) h[i] = add(sum[i + 1][0], sum[i + 1][1]);

	if (l <= mx) {
		cout << h[l] << endl;
		return 0;
	}

	res[1] = 1; ans = 0;
	res = qp(res, l);
	rep(i,0,mx - 1) ans = add(ans, mul(res[i], h[i]));
	cout << ans << endl;
}

鰰 NaCly_Fish 实现了 O(klog⁡klog⁡l) 的多项式写法。 方便学习存一下。

by NaCly_Fish 
#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#include<vector>
#define ll long long
#define N 16387
#define p 20201114
#define i128 __int128_t
using namespace std;

inline int power(int a,int t,const int& m){
    int res = 1;
    while(t){
        if(t&1) res = (ll)res*a%m;
        a = (ll)a*a%m;
        t >>= 1;
    }
    return res;
}

int siz;
int rev[N],rt1[N],rt2[N];
const int p1 = 1004535809,p2 = 998244353;
 
void init(int n){
    int lim = 1;
    while(lim<=n) lim <<= 1,++siz;
    for(int i=0;i!=lim;++i) rev[i] = (rev[i>>1]>>1)|((i&1)<<(siz-1));
    int w1 = power(3,(p1-1)>>siz,p1),w2 = power(3,(p2-1)>>siz,p2);
    rt1[lim>>1] = rt2[lim>>1] = 1;
    for(int i=(lim>>1)+1;i!=lim;++i) rt1[i] = (ll)rt1[i-1]*w1%p1,rt2[i] = (ll)rt2[i-1]*w2%p2;
    for(int i=(lim>>1)-1;i;--i) rt1[i] = rt1[i<<1],rt2[i] = rt2[i<<1];
}
 
inline void dft(int *f,int n,const int *rt,const int& m){
    static unsigned long long a[N];
    int x,shift = siz-__builtin_ctz(n);
    for(int i=0;i!=n;++i) a[rev[i]>>shift] = f[i];
    for(int mid=1;mid!=n;mid<<=1)
    for(int j=0;j!=n;j+=(mid<<1))
    for(int k=0;k!=mid;++k){
        x = a[j|k|mid]*rt[mid|k]%m;
        a[j|k|mid] = a[j|k]+m-x;
        a[j|k] += x;
    }
    for(int i=0;i!=n;++i) f[i] = a[i]%m;
}
 
inline void idft(int *f,int n,const int *rt,const int& m){
    reverse(f+1,f+n);
    dft(f,n,rt,m);
    int x = m-((m-1)>>__builtin_ctz(n));
    for(int i=0;i!=n;++i) f[i] = (ll)f[i]*x%m;
}

const ll M = (ll)p1*p2,t1 = (ll)power(p2,p1-2,p1)*p2,t2 = (ll)power(p1,p2-2,p2)*p1;

inline int crt(int x,int y){
    return ((i128)x*t1+(i128)y*t2)%M%p;
}

inline void multiply(const int *f,const int *g,int n,int m,int *R){
    static int f1[N],g1[N],f2[N],g2[N],h1[N],h2[N];
    memcpy(f1,f,(n+1)<<2),memcpy(g1,g,(m+1)<<2);
    memcpy(f2,f,(n+1)<<2),memcpy(g2,g,(m+1)<<2);
    int lim = 1<<(32-__builtin_clz(n+m));
    memset(f1+n+1,0,(lim-n)<<2),memset(g1+m+1,0,(lim-m)<<2);
    memset(f2+n+1,0,(lim-n)<<2),memset(g2+m+1,0,(lim-m)<<2);
    dft(f1,lim,rt1,p1),dft(f2,lim,rt2,p2);
    dft(g1,lim,rt1,p1),dft(g2,lim,rt2,p2);
    for(int i=0;i!=lim;++i) h1[i] = (ll)f1[i]*g1[i]%p1,h2[i] = (ll)f2[i]*g2[i]%p2;
    idft(h1,lim,rt1,p1),idft(h2,lim,rt2,p2);
    for(int i=0;i<=n+m;++i) R[i] = crt(h1[i],h2[i]);
}

int solve(const int *P,const int *Q,int k,ll n){
    static int f[N],g[N],h[N];
    memcpy(f,P,k<<2),memcpy(g,Q,(k+1)<<2);
    while(n>k){
        for(int i=0;i<=k;++i) h[i] = (i&1)?p-g[i]:g[i];
        multiply(f,h,k-1,k,f),multiply(g,h,k,k,g);
        for(int i=1;i<=k;++i) g[i] = g[i<<1],g[i<<1] = 0;
        int t = n&1;
        if(t==1) f[0] = f[1],f[1] = 0;
        for(int i=1;i<k;++i) f[i] = f[i<<1|t],f[i<<1|t] = 0;
        n >>= 1;
    }
    h[0] = f[0];
    for(int i=1;i<=n;++i){
        h[i] = f[i];
        for(int j=0;j<i;++j) h[i] = (h[i]-(ll)h[j]*g[i-j])%p;
    }
    return (h[n]+p)%p;
}

int P[N],Q[N];
int k,m;
ll n;

int main(){
    scanf("%d%d%lld",&k,&m,&n);
    init(k<<2|1);
    if(k==1||m==1){
        puts("0");
        return 0;
    }
    P[0] = 1,P[1] = p-1,P[k+1] = p-1,P[m] = 1,Q[0] = 1,Q[1] = -1;
    for(int i=1;i<m;++i) Q[i]--,Q[i+1]++,Q[i+k+1]++,Q[i+m]--;
    for(int i=0;i<=m+k;++i) Q[i] = Q[i]<0?Q[i]+p:Q[i];
    printf("%d",solve(P,Q,m+k,n));
	return 0;
}
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