[BZOJ1005]Prufer数列+排列组合

一棵树的Prufer数列

　　每次在剩下的树中找到标号最小的叶子节点（对于无根树而言即是度数为1的节点），删去。

　　同时将其父节点（即与其相连的唯一点）加入Prufer数列当中。

一个Prufer数列所对应的树

　　G集合开始为空集

　　设当前处理到Prufer数列的第i项，找到G集合中未出现且在Prufer[i..n-2]未出现过的标号最小的节点，设其为u。

　　将u加入集合G中，并将u与Prufer[i]连一条边。

　　最后将在G集合中仍未出现的两个点之间连一条边（其中必定有一个是n）。

来思考一下为何可以还原成最初的树

　　首先我们可以把加入G集合这个操作当成是删去叶子节点的操作。

　　在G集合中未出现代表这个数还在树上未被删去。

　　再Prufer[i..n-2]中未出现代表这个节点当前的度数为1，即是叶子节点。

　　所以找出的u其实就等同于标号最小的叶子节点。

 

显然，树和Prufer数列一一对应。

即对于一棵树有且仅有一个Prufer数列

对于一个Prufer数列能且仅能还原出唯一的一棵树。

 

一些性质

　　每一个Prufer数列有n-2项（n为节点的个数）

　　对于一个度数为x的节点，它在Prufer数列中出现x-1次

　　对于满足上述两个条件的Prufer数列（当然每个数不能超过n）必能构成一棵合法的树

 

 

　　有了这个想法便可以开始做这道题。

　　即求可能的Prufer数列的个数。

　　转化为一个排列组合问题

　　对于cnt个有度数限制的节点，其a[i]-1的加和我们设为sum，则要在Prufer数列的n-2个空位中选sum的位置放这cnt个点

　　对于剩下的n-sum-2个空位可以放任意的没有度数限制的点。

　　(n-2)!*(n-cnt)^n-sum-2/(∏(a[i]-1)!*(n-sum-2)!)

　　求解上述式子可以用分解质因子的方法，对于阶乘的分解可以采用更快的方法。

　　最后高精度乘法。

 

program bzoj1005;
const maxn=1010;tt=10000;
type arr=array[-1..maxn]of longint;
var n,cnt,sum,i,j:longint;
    a,p,w:array[-1..maxn]of longint;
    vis:array[-1..maxn]of boolean;
    ans:arr;
    ss:string;
procedure printf;
begin
    writeln(0);
    halt;
end;

procedure build;
var i,j:longint;
begin
    fillchar(vis,sizeof(vis),true);
    p[0]:=0;
    for i:=2 to maxn do
    begin
        if vis[i] then
        begin
            inc(p[0]);
            p[p[0]]:=i;
        end;
        for j:=1 to p[0] do
        begin
            if i*p[j]>maxn then break;
            vis[i*p[j]]:=false;
            if i mod p[j]=0 then break;
        end;
    end;
end;

procedure work(x,y:longint);
var i,xx,tot:longint;
begin
    xx:=x;
    for i:=1 to p[0] do
    begin
        x:=xx;tot:=0;
        while x<>0 do
        begin
            inc(tot,x div p[i]);
            x:=x div p[i];
        end;
        inc(w[i],tot*y);
    end;
end;

procedure work2(x,y:longint);
var i,tot:longint;
begin
    for i:=1 to p[0] do if x mod p[i]=0 then
    begin
        tot:=0;
        while x mod p[i]=0 do
        begin
            inc(tot);x:=x div p[i];
        end;
        inc(w[i],tot*y);
    end;
end;

function mul(a:arr;b:longint):arr;
var c:arr;
    i:longint;
begin
    fillchar(c,sizeof(c),0);
    c[0]:=a[0];
    for i:=1 to c[0] do
    begin
        inc(c[i],a[i]*b);
        inc(c[i+1],c[i] div tt);
        c[i]:=c[i] mod tt;
    end;
    if c[c[0]+1]<>0 then inc(c[0]);
    exit(c);
end;

begin
    //assign(input,'bzoj1005.in');reset(input);
    //assign(output,'bzoj1005.out');rewrite(output);
    readln(n);
    cnt:=0;sum:=0;
    for i:=1 to n do
    begin
        readln(a[i]);
        if a[i]>0 then inc(cnt) else
            if a[i]=0 then printf;
        if a[i]>0 then inc(sum,a[i]-1);
    end;
    fillchar(w,sizeof(w),0);
    if sum>n-2 then printf;
    build;
    work(n-2,1);
        work(n-2-sum,-1);
    work2(n-cnt,n-sum-2);
    for i:=1 to n do if a[i]>0 then work(a[i]-1,-1);
    ans[0]:=1;ans[1]:=1;
    for i:=1 to p[0] do
        for j:=1 to w[i] do ans:=mul(ans,p[i]);
    write(ans[ans[0]]);
    for i:=ans[0]-1 downto 1 do
    begin
        str(ans[i],ss);
        for j:=length(ss)+1 to 4 do write(0);
        write(ans[i]);
    end;
end.