【题解】CF1770F Koxia and Sequence
有没有觉得其他题解的模二 Lucas 逆用太智慧了,有没有觉得这题的第一思路是直接拆位算每一位是否有贡献,而不是先满足和的限制列式?
这里提供另外一个做法。方向不同,结果一样。过程麻烦很多,但思路上套路一些。更适合我这种没脑子选手理解
设 \(y\) 的位数为 \(m\)。
考虑 \(y\) 中的每个位 \(i\)(下文所有“位”都表示在 \(y\) 中有的),确定每个位上各有多少个 \(1\),设第 \(i\) 位有 \(b_i\) 个 \(1\);
列式子:\(ans=\oplus_{b_i>0} [\sum_i 2^i b_i=x] [\prod_i {n \choose b_i}\bmod 2]\oplus_i [b_i\bmod 2]2^i\)。
用 Lucas 定理在模二时的那个经典结论简化一下,得到:\(ans=\oplus_{b_i>0,b_i\subseteq n} [\sum_i 2^i b_i=x] \oplus_i [b_i\bmod 2]2^i\)
把后面的提出来,单独算一个位 \(k\) 对异或值有没有贡献,得到:\(ans=\oplus_k [\sum_{b_i>0,b_i\subseteq n} [\sum_i 2^i b_i=x]b_k \bmod 2]2^k\)
考虑里面的那部分:每个位可以被选若干次,但是选的次数是 \(n\) 的非空子集,且某一特定位 \(k\) 必须选奇数个,使它们的和为定值 \(x\) 的方案数(同时说明 \(n\) 若不是奇数则答案为 \(0\))。
对于“\(n\) 的子集”的限制,考虑将 \(n\) 二进制拆分,如果第 \(i\) 位选的次数包含 \(n\) 的第 \(j\) 位,那么对总和有 \(2^{i+j}\) 的贡献。
所以把所有 \(2^{i+j}\) 拿出来,问题就变成:在里面选若干个,并且某一个必定选(即 \(2^{k+0}\)),并且保证所有 \(i\) 至少被选一次(非空),且和为 \(x\) 的方案数。
这个 \(i\) 至少被选一次很烦,枚举一个集合 \(s\) 表示 \(s\) 以外的位没有被选过,把这个限制在外面直接容斥掉。这样 \(i+j\) 相同的就可以视为没有区别的了。
对于必选的限制直接拿出来,那么问题转化为:有若干个 \(2\) 的次幂,值相同的不超过 \(m\) 个,选若干个使得和是 \(x-2^k\) 的方案数。
这个问题很平凡,直接从低往高枚举每个次幂选了多少个,数位 dp 即可,复杂度 \(O(m^3)\),尝试优化也难以低于平方级别,不详细说了。
但是前面枚举位和容斥已经有 \(O(m2^m)\) 的复杂度,这个复杂度难以承受。
考虑其实只要求方案数的奇偶性,必然组成偶数方案数的分支都不必数,从这里入手优化。
对于一个 \(2^p\),若它原本有 \(c_p\) 个,被选了 \(t_p\) 个,那么方案数的柿子就包含 \(c_p\choose t_p\)。
那么对于需要数的方案,对于每个 \(p\) 必然满足 \(t_p\subseteq c_p\),那么类似于前面的步骤,我们可以直接对它二进制拆分,方案数不变。
(更严谨的一个理解:若 \(c_p\geq 2\),钦定其中任意两个数为同一组,若只有一个被选择,则改为另一个被选择就得到了一个对应的合法方案,所以模 \(2\) 意义下只要算两个同时和同时不选的,等价于一个 \(2^{p+1}\))
那么二进制拆分一下,从低到高枚举 \(p\) ,若 \(c_p\) 为奇数,则 \(c'_p=1\),否则 \(c'_{p+1}=0\),然后令 \(c_{p+1}\) 加上 \(\lfloor \frac{c_p}{2} \rfloor\),最后得到的 \(c\) 对应的方案数奇偶性和原问题相同。
不难发现这就是直接进位,设最后得到的 \(c\) 数组对应的二进制数为 \(C\),那么选出来的位的和必然是 \(C\) 的子集,即原问题方案数为奇数等价于 \(x-2^k \subseteq C\)。
同时不难发现 \(C\) 就是所有备选的 \(2^p\) 的和,即 \(C=sn-2^k\),那么这个问题可以直接 \(O(1)\) 做了。
最后得到非常简洁的答案式:\(ans=\oplus_k [\sum_{k\in s,s\subseteq y} (-1)^{|y|-|s|} [x-2^k\subseteq sn-2^k] \bmod 2]2^k=\oplus_k [\sum_{k\in s,s\subseteq y} [x-2^k\subseteq sn-2^k] \bmod 2]2^k\)
复杂度 \(O(m2^m)\) 即 \(O(y\log_2 y)\),代码显然不需要放。