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  • BZOJ 2159: Crash 的文明世界(树形dp+第二类斯特林数+组合数)

    题意

    给定一棵 (n) 个点的树和一个常数 (k) , 对于每个 (i) , 求

    [displaystyle S(i) = sum _{j=1} ^ {n} mathrm{dist}(i, j)^k ]

    (n ≤ 50000, k ≤ 150)

    题解

    先划划那个 (S(i)) 的式子

    我们需要知道一个化 (x^n(n ge 0)) 的东西qwq

    [displaystyle x^n=sum_{k=0}^{n}egin{Bmatrix} n \ k end{Bmatrix} x^{underline k}=sum _{k=0}^{n}(-1)^k egin{Bmatrix} n \ k end{Bmatrix} x^{overline k} ]

    这个式子十分的有用,可以转化很多幂指数的东西为斯特林数。

    [displaystyle S(i)=sum _{j=1}^{n}sum_{l=0}^{k}egin{Bmatrix} k \ l end{Bmatrix} mathrm{dist}(i,j)^{underline l} ]

    然后换个位置

    [displaystyle S(i)=sum_{l=0}^{k}egin{Bmatrix} k \ l end{Bmatrix}sum _{j=1}^{n} mathrm{dist}(i,j)^{underline l} ]

    然后用一下组合数的一个定义式子:

    [displaystyle inom n k = frac{n!}{(n-k)!k!}=frac{n^{underline k}}{k!} ]

    [ herefore displaystyle n^{underline k}=inom n k k! ]

    这也可以导出下降幂了

    [displaystyle S(i)=sum_{l=0}^{k}egin{Bmatrix} k \ l end{Bmatrix} l!sum _{j=1}^{n} inom {mathrm{dist}(i,j)} l ]

    前面那一部分显然是稳定不变的,我们就可以去维护第二部分啦

    令 $$displaystyle dp[i][l]=sum _{j=1}^{n} inom {mathrm{dist}(i,j)} l$$

    由于是组合数我们就可以直接套用它的一个递推式来转移了(因为转移的时候,所有 (mathrm{dist}(i,j)) 同增减 (1)

    [displaystyle inom n k = inom {n-1} {k} + inom {n-1} {k-1} ]

    同样的,就有 (dp[i][l]=dp[j][l]+dp[j][l-1]) 此处 (j)(i) 的一个儿子。(这个递推式用来转移真的是巧妙啊qwq)

    然后我们要算两个 (dp) 值,一个 (f_{i,l}) 统计子树的,一个 (g_{i,l}) 统计子树外的。

    统计子树外的时候,要先算父亲那过来的贡献,然后再算兄弟的贡献。

    算兄弟的贡献可以用父亲贡献减掉自己的贡献(见代码中分步写的 (g_{i,j}) 的转移) 而且要先转移,再遍历

    所以最后 (O(nk)) 个状态, (O(1)) 的转移,总复杂度就是 (Theta(nk)) .

    那个解压输入直接拷贝了 Hany01 大佬的 qwq不会写

    代码

    /**************************************************************
        Problem: 2159
        User: zjp_shadow
        Language: C++
        Result: Accepted
        Time:4156 ms
        Memory:67680 kb
    ****************************************************************/
     
    #include <bits/stdc++.h>
    #define For(i, l, r) for(register int i = (l), i##end = (int)(r); i <= i##end; ++i)
    #define Fordown(i, r, l) for(register int i = (r), i##end = (int)(l); i >= i##end; --i)
    #define Set(a, v) memset(a, v, sizeof(a))
    using namespace std;
     
    inline bool chkmin(int &a, int b) {return b < a ? a = b, 1 : 0;}
    inline bool chkmax(int &a, int b) {return b > a ? a = b, 1 : 0;}
     
    inline int read() {
        int x = 0, fh = 1; char ch = getchar();
        for (; !isdigit(ch); ch = getchar()) if (ch == '-') fh = -1;
        for (; isdigit(ch); ch = getchar()) x = (x * 10) + (ch ^ 48);
        return x * fh;
    }
     
    void File() {
    #ifdef zjp_shadow
        freopen ("2159.in", "r", stdin);
        freopen ("2159.out", "w", stdout);
    #endif
    }
     
    const int Mod = 10007, N = 50010;
     
    vector<int> G[N];
     
    int n, k, S[160][160];
    int fac[160];
     
    void Init(int maxn) {
        S[0][0] = 1; For (i, 1, maxn) { S[i][1] = 1; For (j, 1, i) S[i][j] = (j * S[i - 1][j] % Mod + S[i - 1][j - 1]) % Mod; }
        fac[0] = fac[1] = 1; For (i, 2, maxn) fac[i] = fac[i - 1] * i % Mod;
    }
     
    int f[N][160], sz[N];
     
    void Dfs1(int u, int fa) {
        f[u][0] = 1; sz[u] = 1;
        For (i, 0, G[u].size() - 1) {
            int v = G[u][i]; if (v == fa) continue ;
            Dfs1(v, u); sz[u] += sz[v];
            (f[u][0] += f[v][0]) %= Mod;
            For (j, 1, k) (f[u][j] += f[v][j] + f[v][j - 1]) %= Mod;
        }
    }
     
    int g[N][160];
     
    void Dfs2(int u, int fa) {
        g[u][0] = (n - sz[u]) % Mod;
        if (fa) {
            For (i, 1, k) {
                g[u][i] = g[fa][i] + g[fa][i - 1];
                g[u][i] += f[fa][i] - (f[u][i] + f[u][i - 1]);
                g[u][i] += f[fa][i - 1] - (f[u][i - 1] + (i > 1 ? f[u][i - 2] : 0));
                g[u][i] = (g[u][i] % Mod + Mod) % Mod;
            }
        }
        For (i, 0, G[u].size() - 1) { int v = G[u][i]; if (v == fa) continue ; Dfs2(v, u); }
    }
     
    int ans[N];
     
    inline void Input_Umcompress()
    {
        register int l, now, a, b, q, tmp, u, v;
        n = read(), k = read(), l = read(), now = read(), a = read(), b = read(), q = read();
        For(i, 1, n - 1)
            now = (now * a + b) % q, tmp = i < l ? i : l,
            u = i - now % tmp, v = i + 1, G[u].push_back(v), G[v].push_back(u);
    }
     
    int main () {
        File(); Init(150);
        Input_Umcompress();
        /*n = read(); k = read();
        For (i, 1, n - 1) {
            int u = read(), v = read();
            G[u].push_back(v);
            G[v].push_back(u);
        }*/
     
        Dfs1(1, 0); Dfs2(1, 0);
         
        For (i, 1, n) {
            For (l, 0, k) 
                (ans[i] += S[k][l] * fac[l] % Mod * (f[i][l] + g[i][l]) % Mod) %= Mod;
            printf ("%d
    ", ans[i]);
        }
     
        return 0;
    }
    
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/zjp-shadow/p/8641428.html
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