P2000 拯救世界
题意:
为了拯救世界,小 a 和 uim 决定召唤出 kkksc03 大神和 lzn 大神。根据古籍记载,召唤出任何一位大神,都需要使用金木水火土五种五行神石来摆一个特定的大阵。而在古籍中,记载是这样的:
kkksc03 大神召唤方法:
金神石的块数必须是 6 的倍数。
木神石最多用 9 块。
水神石最多用 5 块。
火神石的块数必须是 4 的倍数。
土神石最多用 7 块。
lzn 大神召唤方法:
金神石的块数必须是 2 的倍数。
木神石最多用 1 块。
水神石的块数必须是 8 的倍数。
火神石的块数必须是 10 的倍数。
土神石最多用 33块。
现在是公元 1999 年 12 月 31 日,小 a 和 uim 从 00:00:00 开始找,一直找到 23:00:00,终于,还是没找到神石。不过,他们在回到家后在自家地窖里发现了一些奇怪的东西,一查古籍,哎呦妈呀,怎么不早点来呢?这里有一些混沌之石,可以通过敲击而衰变成五行神石。于是,他们拼命地敲,终于敲出了n块神石,在 23:59:59 完成了两座大阵。然而,kkksc03 大神和 lzn 大神确实出现了,但是由于能量不够,无法发挥神力。只有把所有用 n 块神石可能摆出的大阵都摆出来,才能给他们充满能量。这下小 a 和 uim 傻了眼了,赶快联系上了你,让你帮忙算一下,一共有多少种大阵。
题解:
很明显,生成函数题目
我们考虑每个石头的情况:
kkksc03:
金神石的块数必须是 6 的倍数。:f1=1+x6+x12+..f1=1+x^6+x^{12}+..f1=1+x6+x12+..
木神石最多用9块:f2=1+x1+x2+x3+...+x9f2=1+x^1+x^2+x^3+...+x^9f2=1+x1+x2+x3+...+x9
水神石最多用5块:f3=1+x1+x2+x3+x4+x5f3=1+x^1+x^2+x^3+x^4+x^5f3=1+x1+x2+x3+x4+x5
火神石的块数必须是 4 的倍数。:f4=1+x4+x8+x12+...f4=1+x^4+x^{8}+x^12+...f4=1+x4+x8+x12+...
土神石最多用7块:f5=1+x1+x2+x3+x4+x5+x6+x7f5=1+x^1+x^2+x^3+x^4+x^5+x^6+x^7f5=1+x1+x2+x3+x4+x5+x6+x7
lzn大神:
金神石的块数必须是 2 的倍数。:f6=1+x2+x4+...f6=1+x^2+x^{4}+...f6=1+x2+x4+...
木神石最多用1块:f7=1+x1f7=1+x^1f7=1+x1
水神石的块数必须是 8 的倍数:f8=1+x8+x16+x24+....f8=1+x^8+x^{16}+x^{24}+....f8=1+x8+x16+x24+....
火神石的块数必须是 10 的倍数。:f9=1+x10+x20+x30+...f9=1+x^{10}+x^{20}+x^{30}+...f9=1+x10+x20+x30+...
土神石最多用3块:f10=1+x1+x2+x3f10=1+x^1+x^2+x^3f10=1+x1+x2+x3
答案就是:F=f1∗f2∗f3∗f4∗f5∗f6∗f7∗f8∗f9∗f10=1(1−x)5F=f1*f2*f3*f4*f5*f6*f7*f8*f9*f10=\frac{1}{(1-x)^5}F=f1∗f2∗f3∗f4∗f5∗f6∗f7∗f8∗f9∗f10=(1−x)51
1(1−x)5=∑i=0∞C5+i−1ixi=∑i=0∞C4+iixi\frac{1}{(1-x)^5}=\sum_{i=0}^{∞}C_{5+i-1}^{i}x^i=\sum_{i=0}^{∞}C_{4+i}^{i}x^i(1−x)51=i=0∑∞C5+i−1ixi=i=0∑∞C4+iixi
第n项的系数是:C4+nn=(n+4)(n+3)(n+2)(n+1)4!C_{4+n}^{n}=\frac{(n+4)(n+3)(n+2)(n+1)}{4!}C4+nn=4!(n+4)(n+3)(n+2)(n+1)
因为n很大,高精度也没法计算,所以要用NTT加速一下
FFT/NTT如何实现高精度乘法的:
都是到FFT可以处理多项式乘法,那我们完全可以将一个高精度整数写成多项式形式。
对于每一个n的十进制数,我们可以看作一个n-1次多项式A,满足:
A(x)=a0+a1∗101+a2∗102+....+an−1∗10n−1A(x)=a_{0}+a_{1}*10^1+a_{2}*10^2+....+a_{n-1}*10^{n-1}A(x)=a0+a1∗101+a2∗102+....+an−1∗10n−1
对于两个大整数相乘,我们就可以直接卷起来
关于FFT高精度乘法,可以看这个【模板】A*B Problem升级版(FFT快速傅里叶)
代码:
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#define ll long long
using namespace std;
const ll N=5e6+10,XJQ=998244353;
char s[N];
ll n,L,invn;
ll a[N],b[N],r[N];
ll power(ll x,ll b){ll ans=1;while(b){if(b&1)ans=ans*x%XJQ;x=x*x%XJQ;b>>=1;}return ans;
}
void NTT(ll *x,ll op){for(ll i=0;i<n;i++)if(i<r[i])swap(x[i],x[r[i]]);for(ll p=2;p<=n;p<<=1){ll l=p>>1,tmp=power(3,(XJQ-1)/p);if(op==-1)tmp=power(tmp,XJQ-2);for(ll k=0;k<n;k+=p){ll buf=1;for(ll i=k;i<k+l;i++){ll tt=buf*x[i+l]%XJQ;x[l+i]=(x[i]-tt+XJQ)%XJQ;x[i]=(x[i]+tt)%XJQ;buf=buf*tmp%XJQ;}}}if(op==-1)for(ll i=0;i<n;i++)x[i]=x[i]*invn%XJQ;return;
}
void mul(ll x){for(ll i=0;i<L;i++)b[L-i-1]=s[i]-'0';b[0]+=x;NTT(a,1);NTT(b,1);for(ll i=0;i<n;i++)a[i]=a[i]*b[i]%XJQ,b[i]=0;NTT(a,-1);for(ll i=0;i<n;i++){(a[i+1]+=a[i]/10)%XJQ;a[i]%=10;}return;
}
int main()
{scanf("%s",s);L=strlen(s);for(ll i=0;i<L;i++)a[L-i-1]=s[i]-'0';for(n=1;n<=L*5;n<<=1);for(ll i=0;i<n;i++)r[i]=(r[i>>1]>>1)|((i&1)?(n>>1):0);invn=power(n,XJQ-2);a[0]++;for(ll i=2;i<=4;i++)mul(i);for(ll i=n-1;i>=0;i--)a[i-1]+=a[i]%24*10,a[i]/=24;ll w=n-1;while(!a[w])w--;for(;w>=0;w--)printf("%lld",a[w]);
}