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  • 【xsy2479】counting 生成函数+多项式快速幂

    题目大意:在字符集大小为$m$的情况下,有多少种构造长度为$n$的字符串$s$的方案,使得$C(s)=k$。其中$C(s)$表示字符串$s$中出现次数最多的字符的出现次数。

    对$998244353$取模,$n,m≤5 imes 10^4$

    如果你考虑去DP,你就lose了。

    令$F(x)$表示满足$C(s)≤x$的方案数。

    那么最终的答案显然为$F(k)-F(k-1)$。

    这一题有一个非常优美的性质:对于每一种字符,允许的最多出现次数都是$k$。

    那么,令$G_k(x)=sumlimits_{i=0}^{k} frac{1}{i!}x^i$

    则有$F(k)=n![x^n]G_k^m(x)$

    证明是显然的

    写一个多项式快速幂的板子就过了。

      1 #include<bits/stdc++.h>
      2 #define M (1<<17)
      3 #define L long long
      4 #define MOD 998244353
      5 #define G 3
      6 using namespace std;
      7 
      8 L pow_mod(L x,L k){
      9     L ans=1;
     10     while(k){
     11         if(k&1) ans=ans*x%MOD;
     12         x=x*x%MOD; k>>=1;
     13     }
     14     return ans;
     15 }
     16 
     17 void change(L a[],int n){
     18     for(int i=0,j=0;i<n-1;i++){
     19         if(i<j) swap(a[i],a[j]);
     20         int k=n>>1;
     21         while(j>=k) j-=k,k>>=1;
     22         j+=k;
     23     }
     24 }
     25 void NTT(L a[],int n,int on){
     26     change(a,n);
     27     for(int h=2;h<=n;h<<=1){
     28         L wn=pow_mod(G,(MOD-1)/h);
     29         for(int j=0;j<n;j+=h){
     30             L w=1;
     31             for(int k=j;k<j+(h>>1);k++){
     32                 L u=a[k],t=w*a[k+(h>>1)]%MOD;
     33                 a[k]=(u+t)%MOD;
     34                 a[k+(h>>1)]=(u-t+MOD)%MOD;
     35                 w=w*wn%MOD;
     36             }
     37         }
     38     }
     39     if(on==-1){
     40         L inv=pow_mod(n,MOD-2);
     41         for(int i=0;i<n;i++) a[i]=a[i]*inv%MOD;
     42         reverse(a+1,a+n);
     43     }
     44 }
     45 
     46 void getinv(L a[],L b[],int n){
     47     if(n==1){b[0]=pow_mod(a[0],MOD-2); return;}
     48     static L c[M],d[M];
     49     memset(c,0,n<<4); memset(d,0,n<<4);
     50     getinv(a,c,n>>1);
     51     for(int i=0;i<n;i++) d[i]=a[i];
     52     NTT(d,n<<1,1); NTT(c,n<<1,1);
     53     for(int i=0;i<(n<<1);i++) b[i]=(2*c[i]-d[i]*c[i]%MOD*c[i]%MOD+MOD)%MOD;
     54     NTT(b,n<<1,-1);
     55     for(int i=0;i<n;i++) b[n+i]=0;
     56 }
     57 
     58 void qiudao(L a[],L b[],int n){
     59     memset(b,0,sizeof(b));
     60     for(int i=1;i<n;i++) b[i-1]=i*a[i]%MOD;
     61 }
     62 void jifen(L a[],L b[],int n){
     63     memset(b,0,sizeof(b));
     64     for(int i=0;i<n;i++) b[i+1]=a[i]*pow_mod(i+1,MOD-2)%MOD;
     65 }
     66 
     67 void getln(L a[],L b[],int n){
     68     static L c[M],d[M];
     69     memset(c,0,n<<4); memset(d,0,n<<4);
     70     qiudao(a,c,n); getinv(a,d,n);
     71     NTT(c,n<<1,1); NTT(d,n<<1,1);
     72     for(int i=0;i<(n<<1);i++) c[i]=c[i]*d[i]%MOD;
     73     NTT(c,n<<1,-1);
     74     jifen(c,b,n);
     75 }
     76 
     77 void getexp(L a[],L b[],int n){
     78     if(n==1){b[0]=1; return;}
     79     static L lnb[M]; memset(lnb,0,n<<4);
     80     getexp(a,b,n>>1); getln(b,lnb,n);
     81     for(int i=0;i<n;i++) lnb[i]=(a[i]-lnb[i]+MOD)%MOD,b[i+n]=0;
     82     lnb[n]=0;
     83     lnb[0]=(lnb[0]+1)%MOD;
     84     NTT(lnb,n<<1,1); NTT(b,n<<1,1);
     85     for(int i=0;i<(n<<1);i++) b[i]=b[i]*lnb[i]%MOD;
     86     NTT(b,n<<1,-1);
     87     for(int i=0;i<n;i++) b[i+n]=0;
     88 }
     89 
     90 L a[M]={0},b[M]={0};
     91 L fac[M]={0},invfac[M]={0};
     92 int n,k,m;
     93 
     94 L solve(){
     95     memset(a,0,sizeof(a));
     96     memset(b,0,sizeof(b));
     97     int nn=1; while(nn<=n) nn<<=1;
     98     for(int i=0;i<=m;i++) a[i]=invfac[i];
     99     L hh=a[0],invhh=pow_mod(hh,MOD-2); 
    100     for(int i=0;i<nn;i++) a[i]=a[i]*invhh%MOD;
    101     getln(a,b,nn);
    102     for(int i=0;i<nn;i++) b[i]=b[i]*k%MOD;
    103     getexp(b,a,nn); 
    104     hh=pow_mod(hh,k);
    105     for(int i=0;i<nn;i++) a[i]=a[i]*hh%MOD;
    106     return a[n];
    107 }
    108 
    109 int main(){
    110     scanf("%d%d%d",&n,&k,&m);
    111     fac[0]=1; for(int i=1;i<M;i++) fac[i]=fac[i-1]*i%MOD;
    112     invfac[M-1]=pow_mod(fac[M-1],MOD-2);
    113     for(int i=M-2;~i;i--) invfac[i]=invfac[i+1]*(i+1)%MOD;
    114     L res1=solve();
    115     m--;
    116     L res2=solve();
    117     cout<<(res1-res2+MOD)*fac[n]%MOD<<endl;
    118 }
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