[LOJ575]不等关系
题目
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思路
或许你会考虑硬上 d p \tt dp dp 么?极困难。因为 大小关系的本质是有向图拓扑序。尽管这个图长相特殊,但是仍然要素过多。与之相反的是,全都是 <
时,我们很容易计算方案。
考虑 容斥,枚举哪些 >
是不满足的,它们就变成了 <
,其余的 >
则变成了 “无限制”。
此时序列变成了 p 1 < p 2 < ⋯ < p x 1 ∧ p x 1 + 1 < p x 1 + 2 < ⋯ < p x 2 ∧ ⋯ ∧ p x k + 1 < p x k + 2 < ⋯ < p n p_1<p_2<\cdots<p_{x_1}\land p_{x_1+1}<p_{x_1+2}<\cdots<p_{x_2}\land\cdots\land p_{x_k+1}<p_{x_k+2}<\cdots<p_n p1<p2<⋯<px1∧px1+1<px1+2<⋯<px2∧⋯∧pxk+1<pxk+2<⋯<pn 。直观来说,剩下很多个 <
链,两个链条之间互相独立(因为中间的 >
变成了无限制)。
用 d p \tt dp dp 解决这玩意儿。记 f ( i ) f(i) f(i) 表示考虑了前 ( i + 1 ) (i{+}1) (i+1) 个数字(前 i i i 个不等号)的每一种方案的带容斥系数权值和。枚举最后一个 <
的链条即可转移。记 U \Bbb U U 为 >
出现位置的集合,并约定 0 ∈ U 0\in\Bbb U 0∈U 。记 a i a_i ai 为 [ 1 , i ] [1,i] [1,i] 中 >
的数量。我们可以写出
f ( i ) = ∑ j ∈ U j ⩽ i f ( j − 1 ) ⋅ ( − 1 ) a i − a j ⋅ ( i + 1 j ) ⇒ ( − 1 ) a i f ( i ) ( i + 1 ) ! = ∑ j ∈ U j ⩽ i ( − 1 ) a j ⋅ f ( j − 1 ) j ! ⋅ 1 ( i + 1 − j ) ! \begin{aligned} f(i) &=\sum_{j\in\Bbb U}^{j\leqslant i}f(j{-}1)\cdot (-1)^{a_i-a_j}\cdot{i+1\choose j}\\ \Rightarrow \frac{(-1)^{a_i}f(i)}{(i{+}1)!} &=\sum_{j\in\Bbb U}^{j\leqslant i}{(-1)^{a_j}\cdot f(j{-}1)\over j!}\cdot\frac{1}{(i{+}1{-}j)!} \end{aligned} f(i)⇒(i+1)!(−1)aif(i)=j∈U∑j⩽if(j−1)⋅(−1)ai−aj⋅(ji+1)=j∈U∑j⩽ij!(−1)aj⋅f(j−1)⋅(i+1−j)!1
初值 f ( − 1 ) = 1 f(-1)=1 f(−1)=1 。这于代码实现是很不利的,但在数学的角度上是正确的。答案即 f ( n ) f(n) f(n) 。
这是卷积的形式,可以分治 NTT \textit{NTT} NTT 来做。复杂度 O ( n log 2 n ) \mathcal O(n\log^2n) O(nlog2n) 。
代码
用了类似 z k w \rm zkw zkw 线段树的实现方式,感觉反而让代码简单多了呢
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