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  • BZOJ4671 异或图

    注意

    线性基空间要开够,1左移超过31位应该写成1LL

    前置芝士

    斯特林反演

    斯特林反演有两种形式(和二项式反演类似)

    [G_n=sum_{i=1}^nleft{egin{matrix}n\iend{matrix} ight}F_iRightarrow F_n=sum_{i=1}^n(-1)^{n-i}left[egin{matrix}n\iend{matrix} ight]G_i ]

    [G_k=sum_{i=k}^nleft{egin{matrix}i\kend{matrix} ight}F_iRightarrow F_k = sum_{i=k}^n(-1)^{i-k}left[egin{matrix}i\kend{matrix} ight]G_i ]

    思路

    利用第一种形式

    (g_i)表示至少有i个连通块,用(f_i)表示恰好有i个联通块的方案数
    首先(ans=sum_{i=1}^n T_i F_i),先胡乱写一个式子,然后考虑(T_i)这个容斥系数到底是什么东西
    每项被计算的次数是(left{egin{matrix}n\iend{matrix} ight})
    因为最后的答案中应该只包含1个连通块的贡献,所以可以得到一个式子

    [sum_{i=1}^nleft{egin{matrix}n\iend{matrix} ight}T_i=left[n=1 ight] ]

    斯特林反演一下有

    [sum_{i=1}^nleft[egin{matrix}n\iend{matrix} ight][n=1]=T_n ]

    所以

    [T_i=(-1)^{n-i}(n-i)! ]

    利用第二种形式

    容易发现直接求并不好求,考虑反演一发
    对于集合划分问题,一般都使用斯特林反演
    (g_i)表示至少有i个连通块,用(f_i)表示恰好有i个联通块的方案数
    对于(g_i)我们可以枚举一个子集的划分,不在同一个子集中的点之间一定没有边,在同一个子集中的点之间可以随意连边,这样就保证了如果划分了i个集合,那么最少会有i个连通块
    接下来考虑系数,假设当前恰好划分出i个连通块,为了满足(g_k)的条件,相当于要把这i个连通块划分到k个新的连通块中,所以每个(f_i)会产生(left{egin{matrix}i\kend{matrix} ight})的贡献
    所以能够得到(f_i)(g_i)的关系

    [g_k=sum_{i=k}^n left{egin{matrix}i\kend{matrix} ight}f_i ]

    根据斯特林反演公式
    得到

    [f_k=sum_{i=k}^n(-1)^{i-k}left[egin{matrix}i\kend{matrix} ight]g_i ]

    因为要求(f_1)
    所以得到

    [egin{align}f_1&=sum_{i=1}^n(-1)^{i-1}left[egin{matrix}i\1end{matrix} ight]g_i\&=sum_{i=1}^n(-1)^{i-1}(i-1)!g_iend{align} ]

    利用反演得出的柿子求解

    第一种和第二种得出的式子是相同的,考虑如何计算(G_i)
    dfs计算划分之后,把每个数都当成一个二进制数,确定每个图上没有那些边相连后,将其插入线性基中,最后求异或和为0的方案数,求异或和为零的方案数相当于要找到线性无关的组的个数,剩下的可以随便取,所以(g_i=2^{n-t})t是线性无关的个数

    代码

    #include <cstdio>
    #include <cstring>
    #include <cstring>
    #define int long long
    using namespace std;
    int n,T,has[100][20][20],belong[20],jd[100],nob,jc[40],ans=0;
    char s[200];
    void init(void){
        nob=0;
        memset(jd,0,sizeof(jd));
    }
    void insert(int s){
        for(int i=62;i>=1;i--){
            if((s>>(i-1))&1LL){
                if(!jd[i]){
                    nob++;
                    jd[i]=s;
                    break;
                }
                else
                    s^=jd[i];
            }
        }
    }
    void init_jc(void){
        jc[0]=1;
        for(int i=1;i<=20;i++)
            jc[i]=(jc[i-1]*i);
    }
    void dfs(int num,int id){
        // printf("%lld %lld
    ",num,id);
        if(num==n){
            init();
            for(int i=1;i<=T;i++){
                int S=0,mid=0;
                for(int j=1;j<=n;j++)
                    for(int k=j+1;k<=n;k++){
                        mid++;
                        if(belong[j]!=belong[k]){
                            S|=(1LL<<(mid-1))*has[i][j][k];
                        }
                    }
                insert(S);
            }
            ans+=(((id-1)&1)?-1:1)*(jc[id-1])*(1LL<<(T-nob));
            return;
        }
        for(int i=1;i<=id;i++){
            belong[num+1]=i;
            dfs(num+1,id);
            belong[num+1]=0;
        }
        belong[num+1]=id+1;
        dfs(num+1,id+1);
        belong[num+1]=0;
    }
    signed main(){
        init_jc();
        scanf("%lld",&T);
        for(int i=1;i<=T;i++){
            scanf("%s",s+1);
            int l=strlen(s+1);
            // printf("l=%d
    ",l);
            if(!n)
                for(int j=1;;j++)
                    if(j*(j-1)==2*l){
                        n=j;
                        break;
                    }
            int mid=1;
            for(int j=1;j<=n;j++)
                for(int k=j+1;k<=n;k++)
                    has[i][j][k]=has[i][k][j]=s[mid++]-'0';
        }
        dfs(0,0);
        printf("%lld
    ",ans);
        return 0;
    }
    
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