恰好和至多的转换:
$$
\begin{aligned}
&g(m) = \sum_{i = 0}^m \binom{m}{i} f(i) \\
&f(m) = \sum_{i = 0} ^ m \binom{m}{i} (-1) ^ {m - i} g(i)
\end{aligned}
$$
$g$ 是至多有几个满足条件,$f$ 是恰好。
这个容斥可以理解成,至多的上限越高那么其方案数肯定是越多的,那么肯定是从多的开始容斥,所以容斥系数是 $(-1)^{m - i}$。
恰好和至少的转换:
$$
\begin{aligned}
&g(m) = \sum_{i = m} ^ n \binom{i}{n} f(i) \\
&f(m) = \sum_{i = m} ^ n (-1) ^ {i - m}\binom{i}{m} g(i)
\end{aligned}
$$
然后这里我们的 $g$ 是钦定多少一个一定满足条件,$f$ 是恰好。
不要理解成后缀和的意思,因为这个是在集合中计数。
$\tt Problem\ 1: \text{[bzoj2839]集合计数}$
一个有 $N$ 个元素的集合有 $2^N$ 个不同子集(包含空集),现在要在这 $2^N$ 个集合中取出若干集合(至少一个),
使得
它们的交集的元素个数为 $m$ ,求取法的方案数,答案模 $1000000007$ 。
容易想到枚举总共又多少个元素是其交集,但是恰好的情况不好计算。
不信你试试,我试了半天不会。
然后发现不恰好的情况听好算的,如果说有 $i$ 个元素是交集,那么包含其的集合总共有 $2^{n - i}$ 个,也就是考虑剩下的元素选不选的情况,集合嘛,又不是区间。之后考虑这些集合到底选不选,所以总共的方案数就是 $2^{2^{n - i}}$。
然后考虑容斥得到答案。
$$Ans = f(m) = \sum_{i = m} ^ n (-1) ^{i - m} \binom{i}{m} \binom{n}{i} \times 2^{2^{n - i}}$$
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103
| #include <bits/stdc++.h> using namespace std;
#define Getmod
#ifdef Fread char buf[1 << 21], *iS, *iT; #define gc() (iS == iT ? (iT = (iS = buf) + fread (buf, 1, 1 << 21, stdin), (iS == iT ? EOF : *iS ++)) : *iS ++) #define getchar gc #endif
template <typename T> void r1(T &x) { x = 0; char c(getchar()); int f(1); for(; c < '0' || c > '9'; c = getchar()) if(c == '-') f = -1; for(; '0' <= c && c <= '9';c = getchar()) x = (x * 10) + (c ^ 48); x *= f; }
#ifdef Getmod const int mod = 1e9 + 7; template <int mod> struct typemod { int z; typemod(int a = 0) : z(a) {} inline int inc(int a,int b) const {return a += b - mod, a + ((a >> 31) & mod);} inline int dec(int a,int b) const {return a -= b, a + ((a >> 31) & mod);} inline int mul(int a,int b) const {return 1ll * a * b % mod;} typemod<mod> operator + (const typemod<mod> &x) const {return typemod(inc(z, x.z));} typemod<mod> operator - (const typemod<mod> &x) const {return typemod(dec(z, x.z));} typemod<mod> operator * (const typemod<mod> &x) const {return typemod(mul(z, x.z));} typemod<mod>& operator += (const typemod<mod> &x) {*this = *this + x; return *this;} typemod<mod>& operator -= (const typemod<mod> &x) {*this = *this - x; return *this;} typemod<mod>& operator *= (const typemod<mod> &x) {*this = *this * x; return *this;} int operator == (const typemod<mod> &x) const {return x.z == z;} int operator != (const typemod<mod> &x) const {return x.z != z;} }; typedef typemod<mod> Tm; #endif
template <typename T,typename... Args> inline void r1(T& t, Args&... args) { r1(t); r1(args...); }
const int maxn = 1e6 + 5; const int maxm = maxn << 1;
const int B = 31623;
Tm pww[B + 5], pwwl[B + 5];
Tm Pw(int x) { return pww[x / B] * pwwl[x % B]; }
int n, m;
Tm fac[maxn], inv[maxn]; const int N = 1e6;
Tm ksm(Tm x,int mi) { Tm res(1); while(mi) { if(mi & 1) res *= x; mi >>= 1; x *= x; } return res; }
Tm C(int a,int b) { return fac[a] * inv[b] * inv[a - b]; }
int pw2[maxn];
signed main() {
int i, j; pwwl[0] = 1; pw2[0] = 1; for(i = 1; i <= N; ++ i) pw2[i] = pw2[i - 1] * 2 % (mod - 1); for(i = 1; i <= B; ++ i) pwwl[i] = pwwl[i - 1] * 2; pww[0] = 1; for(i = 1; i <= B; ++ i) pww[i] = pww[i - 1] * pwwl[B]; fac[0] = 1; for(i = 1; i <= N; ++ i) fac[i] = fac[i - 1] * i; inv[N] = ksm(fac[N], mod - 2); for(i = N - 1; ~ i; -- i) inv[i] = inv[i + 1] * (i + 1);
r1(n, m); Tm vis[2] = {1, mod - 1}, ans(0); for(i = m; i <= n; ++ i) ans += vis[(i - m) & 1] * C(i, m) * C(n, i) * (Pw(pw2[n - i]) - Tm(1)); printf("%d\n", ans.z); return 0; }
|
$\tt Problem\ 2:\text{[bzoj3622]已经没有什么好害怕的了}$
给出两个长度均为 $n$ 的序列 $A$ 和 $B$ ,保证这 $2n$ 个数互不相同。现要将 $A$ 序列中的数与 $B$ 序列中的数两两配对,求 $A>B$ 的对数比 $A<B$ 的对数恰好多 $m$ 的配对方案数模 $10^9+9$ 。
首先考虑一下什么时候是合法的,我们不妨设 $A < B$ 总共有 $x$ 对,然后可以得到 $x + x + k = n$ 然后发现 $n - k$ 必须是偶数才有解。
然后解方程得到 $x = \frac{n - k}{2}, x + k = \frac{n + k}{2}$。
然后还是恰好不好算,是真的不好算(可能是我 $Dp$ 不行。
但是我至少可以 $Dp$ 出前 $i$ 个数 $A > B$ 的方案。
我们设 $f(i,j)$ 表示考虑了前 $i$ 个数,有 $j$ 个数是 $A > B$ 的,然后可以得到 $f(i,j) = f(i - 1, j) + f(i -1, j - 1) \times (cnt_i - (j - 1))$。
后面的 $cnt$ 表示比当前 $A$中数小的,$B$ 中数的个数。
这个直接双指针就好了。
之后反演 $f(m) = \sum_{i = m} ^ n (-1) ^ {i - m} \binom{i}{m} \times f(n, i) \times (n - i)!$
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117
| #include <bits/stdc++.h> using namespace std;
#define Getmod
#ifdef Fread char buf[1 << 21], *iS, *iT; #define gc() (iS == iT ? (iT = (iS = buf) + fread (buf, 1, 1 << 21, stdin), (iS == iT ? EOF : *iS ++)) : *iS ++) #define getchar gc #endif
template <typename T> void r1(T &x) { x = 0; char c(getchar()); int f(1); for(; c < '0' || c > '9'; c = getchar()) if(c == '-') f = -1; for(; '0' <= c && c <= '9';c = getchar()) x = (x * 10) + (c ^ 48); x *= f; }
#ifdef Getmod const int mod = 1e9 + 9; template <int mod> struct typemod { int z; typemod(int a = 0) : z(a) {} inline int inc(int a,int b) const {return a += b - mod, a + ((a >> 31) & mod);} inline int dec(int a,int b) const {return a -= b, a + ((a >> 31) & mod);} inline int mul(int a,int b) const {return 1ll * a * b % mod;} typemod<mod> operator + (const typemod<mod> &x) const {return typemod(inc(z, x.z));} typemod<mod> operator - (const typemod<mod> &x) const {return typemod(dec(z, x.z));} typemod<mod> operator * (const typemod<mod> &x) const {return typemod(mul(z, x.z));} typemod<mod>& operator += (const typemod<mod> &x) {*this = *this + x; return *this;} typemod<mod>& operator -= (const typemod<mod> &x) {*this = *this - x; return *this;} typemod<mod>& operator *= (const typemod<mod> &x) {*this = *this * x; return *this;} int operator == (const typemod<mod> &x) const {return x.z == z;} int operator != (const typemod<mod> &x) const {return x.z != z;} }; typedef typemod<mod> Tm; #endif
template <typename T,typename... Args> inline void r1(T& t, Args&... args) { r1(t); r1(args...); }
const int maxn = 2e3 + 5; const int maxm = maxn << 1;
Tm fac[maxn], inv[maxn];
const int N = 2e3;
Tm ksm(Tm x,int mi) { Tm res(1); while(mi) { if(mi & 1) res *= x; mi >>= 1; x *= x; } return res; }
Tm C(int a,int b) { if(a < b) return 0; return fac[a] * inv[b] * inv[a - b]; }
int n, m, a[maxn], b[maxn]; Tm cnt[maxn], dp[maxn][maxn];
signed main() {
int i, j; fac[0] = 1; for(i = 1; i <= N; ++ i) fac[i] = fac[i - 1] * i; inv[N] = ksm(fac[N], mod - 2); for(i = N - 1; ~ i; -- i) inv[i] = inv[i + 1] * (i + 1);
r1(n, m); if( (n - m) % 2 == 1) return puts("0"), 0; m = (n + m) / 2; for(i = 1; i <= n; ++ i) r1(a[i]); for(i = 1; i <= n; ++ i) r1(b[i]); sort(a + 1, a + n + 1), sort(b + 1, b + n + 1);
for(int i = 1, j = 0; i <= n; ++ i) {
for(; j < n && b[j + 1] <= a[i]; ++ j) ; cnt[i] = j; }
for(i = 0; i <= n; ++ i) dp[i][0] = 1; for(i = 1; i <= n; ++ i) { for(j = 1; j <= cnt[i].z; ++ j) { dp[i][j] = dp[i - 1][j] + dp[i - 1][j - 1] * (cnt[i] - (j - 1)); } }
Tm ans(0), vis[2] = {1, mod - 1}; for(i = m; i <= n; ++ i) { ans += vis[(i - m) & 1] * C(i, m) * dp[n][i] * fac[n - i]; } printf("%d\n", ans.z); return 0; }
|
$\tt Problem\ 3:\text{[bzoj4710]分特产}$
总共有 $n$ 个人,$m$ 种物品,每种物品有 $a_i$ 个,求每个人都有物品的方案数。
首先考虑每个人都有物品不好计算,因为你不知道之前的状态,进行 $Dp$ 会产生后效性。
我们设有 $i$ 个人不被选,其他人的方案任意,可以得到方案数。
$$\prod \binom{a_j - 1 + n - i}{a_j}$$
之后在反演一下就好了。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101
| #include <bits/stdc++.h> using namespace std;
#define Getmod
#ifdef Fread char buf[1 << 21], *iS, *iT; #define gc() (iS == iT ? (iT = (iS = buf) + fread (buf, 1, 1 << 21, stdin), (iS == iT ? EOF : *iS ++)) : *iS ++) #endif
template <typename T> void r1(T &x) { x = 0; char c(getchar()); int f(1); for(; c < '0' || c > '9'; c = getchar()) if(c == '-') f = -1; for(; '0' <= c && c <= '9';c = getchar()) x = (x * 10) + (c ^ 48); x *= f; }
#ifdef Getmod const int mod = 1e9 + 7; template <int mod> struct typemod { int z; typemod(int a = 0) : z(a) {} inline int inc(int a,int b) const {return a += b - mod, a + ((a >> 31) & mod);} inline int dec(int a,int b) const {return a -= b, a + ((a >> 31) & mod);} inline int mul(int a,int b) const {return 1ll * a * b % mod;} typemod<mod> operator + (const typemod<mod> &x) const {return typemod(inc(z, x.z));} typemod<mod> operator - (const typemod<mod> &x) const {return typemod(dec(z, x.z));} typemod<mod> operator * (const typemod<mod> &x) const {return typemod(mul(z, x.z));} typemod<mod>& operator += (const typemod<mod> &x) {*this = *this + x; return *this;} typemod<mod>& operator -= (const typemod<mod> &x) {*this = *this - x; return *this;} typemod<mod>& operator *= (const typemod<mod> &x) {*this = *this * x; return *this;} int operator == (const typemod<mod> &x) const {return x.z == z;} int operator != (const typemod<mod> &x) const {return x.z != z;} }; typedef typemod<mod> Tm; #endif
template <typename T,typename... Args> inline void r1(T& t, Args&... args) { r1(t); r1(args...); }
const int maxn = 2e3 + 5; const int maxm = maxn << 1;
int n, m; Tm fac[maxn], inv[maxn];
Tm C(int a,int b) { if(a < b) return 0; return fac[a] * inv[b] * inv[a - b]; }
const int N = 2e3;
Tm ksm(Tm x,int mi) { Tm res(1); while(mi) { if(mi & 1) res *= x; mi >>= 1; x *= x; } return res; }
int a[maxn];
signed main() {
int i, j; fac[0] = 1; for(i = 1; i <= N; ++ i) fac[i] = fac[i - 1] * i; inv[N] = ksm(fac[N], mod - 2); for(i = N - 1; ~ i; -- i) inv[i] = inv[i + 1] * (i + 1);
r1(n, m); for(i = 1; i <= m; ++ i) r1(a[i]); Tm vis[2] = {1, mod - 1}; Tm ans(0); for(i = 0; i <= n; ++ i) { Tm now(1); for(j = 1; j <= m; ++ j) { now *= C(a[j] - 1 + n - i, a[j]); } ans += vis[i & 1] * now * C(n, i); } printf("%d\n", ans.z);
return 0; }
|
$\tt Problem\ 3:\text{[Hdu1465]不容易系列}$
$link$
设容易发现至多 $i$ 个不和法就是 $i!$。
之后直接二项式反演即可。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48
| #include <bits/stdc++.h> using namespace std;
template <typename T> void r1(T &x) { x = 0; char c(getchar()); int f(1); for(; c < '0' || c > '9'; c = getchar()) if(c == '-') f = -1; for(; '0' <= c && c <= '9';c = getchar()) x = (x * 10) + (c ^ 48); x *= f; }
template <typename T,typename... Args> inline void r1(T& t, Args&... args) { r1(t); r1(args...); }
#define int long long const int maxn = 20 + 5; const int maxm = maxn << 1;
const int N = 20; int fac[maxn], n, pw[maxn];
void init() { int i, j; fac[0] = 1; for(i = 1; i <= N; ++ i) fac[i] = fac[i - 1] * i;
}
signed main() {
init(); while(scanf("%lld", &n) != EOF) { int ans(0); pw[n] = 1; for(int i = n - 1; i >= 0; -- i) pw[i] = pw[i + 1] * (-1); for(int i = 0, c(1); i <= n; ++ i) { ans += pw[i] * c * fac[i]; c = c * (n - i) / (i + 1); } printf("%lld\n", ans); } return 0; }
|