zoukankan      html  css  js  c++  java
  • ARC084F XorShift

    有两种解法,这里都放一下。

    解法一

    首先易知异或运算可以视作是 \(\mathbb{F}_2\) 意义下的每一位独立的加法。

    因此我们可以考虑对于每个二进制数 \(s\) 构造一个多项式 \(F(x) = \sum\limits_i ^ n a_i x ^ i\) 其中 \(a_i\)\(s\)\(i\) 位的值。

    此时可以发现异或本质上就是两个多项式在 \(\mathbb{F}_2\) 意义下的加法。

    同时依照题意,将 \(x \to x \times 2\) 就可以视作将一个多项式整体 \(\times x\)

    根据分配律,最终写在黑板上的多项式一定形如:

    \[F_1(x)G_1(x) + F_2(x)G_2(x) + \cdots F_n(x)G_n(x) \]

    其中 \(G_i(x)\) 为任意一个多项式,通过简单推导同样可以发现 \(\mathbb{F}_2\) 意义下依然满足裴蜀定理。

    因此可以求出 \(\gcd(F_1(x), F_2(x), \cdots, F_n(x)) = t(x)\),具体地辗转相除法在 \(\mathbb{F}_2\) 意义下同样成立。

    在这里由于实现的是暴力多项式取模,用势能分析可知复杂度是 \(\mathcal{O}(\frac{nL ^ 2}{\omega})\) 的(使用 \(\rm bitset\) 优化)

    于是问题转化为有多少个 \(t(x)G(x) = f(x)\) 其中 \(G(x)\) 为任意一个多项式,使得 \(f(x)\) 的系数字典序小于给定的一个多项式 \(b(x)\)

    枚举 \(f(x)\)\(i - 1\) 位卡满,第 \(i\)\(0\) 且第 \([x ^ i]b(x) = 1\),分两种情况讨论:

    • \(\deg f(x) - i + 1 \ge \deg b(x)\),则易知任意选定 \(\deg b(x) \sim \deg f(x) - i\) 位上的值,\(0 \sim \deg b(x) - 1\) 上将存在且唯一确定一个取值,因此这部分方案为 \(2 ^ {\deg f(x) - i - \deg b(x) + 1}\)

    • 否则,根据第一条的结论,我们只考虑 \(\deg f(x) - i + 1 = \deg b(x) - 1\) 的情况。只需多项式取模求出唯一的多项式,然后比较这个多项式是否字典序小即可。

    于是这个问题得以解决,复杂度 \(\mathcal{O}(\frac{nL ^ 2}{\omega})\),瓶颈在于求 \(n\) 个多项式的 \(\gcd\)

    解法二

    首先需要观察出一点性质:\((a \oplus b) \times 2 ^ c = (a \times 2 ^ c) \oplus (b \times 2 ^ c)\)(分配律)。

    因此我们可以将最终黑板上写数的运算过程拆开,改写成:

    \[(b_1 \times 2 ^ {c_1}) \oplus (b_2 \times 2 ^ {c_2}) \oplus \cdots \oplus (b_k \times 2 ^ {c_k}) \]

    其中 \(b_i\)\(a_{1 \sim n}\) 中的任意一个。

    这样一来,如果我们能把 \(a_i \times 2 ^ c(c \ge 0)\) 全部插入线性基,就能借助线性基使用数位 \(\rm dp\) 统计答案。

    但注意到这里需要插入的数量是无限个的,因此需要找到必要的插入线性基内的元素。

    注意到数位 \(\rm dp\) 的时候我们只关注线性基中最后 \(|M|\) 位上的元素,因此我们只需求出这部分线性基即可。

    同时,我们发现第一个数 \(a_1 \times 2 ^ c\) 插入线性基时,\(\forall c \ge 0\) 都是原模原样直接插入到最高位的,因此本质上 \(\ge |a_1|\) 的位此时线性基上都是存在一个元素的。

    接下来继续插入 \(a_2\) 的时候,有如下观察:

    • 在至多插入从小到大 \(2\max(|a_1|, |a_2|) - |a_2|\) 个元素之后接下来所有插入的元素都会线性相关。

    首先我们证明一点:如果在插入 \(a_2 \times 2 ^ p\) 时线性相关,那么 \(\forall q \ge p, a_2 \times 2 ^ q\) 在插入时都是线性相关的。

    原因是 \(a_2 \times 2 ^ p\) 一定能被已经插入 \((a_1 \times 2 ^ {c_1}) \oplus (a_1 \times 2 ^ {c_2}) \oplus \cdots \oplus (a_1 \times 2 ^ {c_k})\) 来表示。

    \(\forall i, c_i \leftarrow c_i + 1\) 后的数一定也被插入线性基,因此 \(\forall q \ge p, a_2 \times 2 ^ q\) 在插入时都是线性相关的。

    于是只要证明插入的第一个线性相关的元素的指数不超过 \(2\max(|a_1|, |a_2|) - |a_2|\) 即可。

    \(L = \max(|a_1|, |a_2|)\),则易知第 \(L \sim 2L\) 位线性基上都存在元素,此时线性基上只存在恰好 \(L - 1\) 个空位。

    \(a_2\) 从第 \(|a_2|\) 位开始插起,在插到 \(2L\) 之前要插 \(2L - |a_2| + 1 \ge L + 1\) 个元素。

    我们知道再插 \(L - 1\) 个元素后就线性基就满了,因此在次过程中至少存在一个元素插入时会线性相关。

    由此我们也可以得到一个推论:令 \(L = \max\limits_{i = 1} ^ n |a_i|\),则除了第一个元素外,其他元素插入到 \(a_i \times 2 ^ {2L - |a_i|}\) 后就一定与线性基内元素线性相关。

    此时我们再令 \(L \leftarrow \max(L, |M|)\)

    注意到我们并不关注 \(> L\) 的线性基长什么样子,于是我们只需要 \(\forall i\) 在线性基内插入 \(a_i \times 2 ^ {c}(0 \le c \le 2L - |a_i|)\) 即可得到这个我们关注的线性基。


    于是我们将插入的元素变为了有限个,此时直接暴力复杂度:\(\mathcal{O}(\frac{nL ^ 3}{\omega})\) 考虑优化,有如下观察(根据中间的证明部分类似地可以证明):

    • 在插入 \(s = a_i \times 2 ^ c\) 之后如果经过线性基最终消成了 \(t\),那么 \(s \times 2\) 经过线性基至少能被消成 \(t \times 2\),也即接下来插入 \(s \times 2\) 与插入 \(t \times 2\) 等价。

    那么根据势能分析,插入一个元素的所有衍生元素 \(a_i \times 2 ^ c(0 \le c \le 2L - |a_i|)\) 时,至多只会消元 \(\mathcal{O}(L)\) 次,因此复杂度降到了 \(\mathcal{O}(\frac{nL ^ 2}{\omega})\)

  • 相关阅读:
    linux学习第一周笔记
    三授权六禁令(必背)
    内存复用三种技术
    移动平台路径相关
    unitUnity优化技巧
    游戏开发优化建议
    转载, unity 如何自定义脚本
    unity animation 在播放动画时报错 The animation state Eat could not be played because it couldn't be found!
    unity 学习之前需要做的准备
    xml 操作遇到的坑
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/Go7338395/p/15648347.html
Copyright © 2011-2022 走看看