• P4389付公主的背包【生成函数,多项式exp】


    正题

    题目链接:https://www.luogu.com.cn/problem/P4389


    题目大意

    \(n\)种物品,第\(i\)种大小为\(v_i\),数量无限。对于每个\(s\in[1,m]\)求刚好填满\(s\)容量的方案数。

    \(1\leq n,m\leq 10^5\)


    解题思路

    统计和为一定值的方案数,好像可以生成函数做?

    每种物品大小\(v\)有一个生成函数

    \[F(x)=\sum_{i\geq 0}x^{i\times v}=\frac{1}{1-x^v} \]

    然后所有生成函数乘起来就好了,但这样是\(O(n^2\log n)\)的比暴力还慢...

    乘起来比较慢,如果\(ln\)之后改成加法就好了,但是\(ln\)也是\(O(n)\)的。不过我们的式子比较特殊,对于\(ln\)之后求个导就会有神器的结果

    \[ln'(1-x^v)=\frac{(1-x^v)'}{1-x^v}=\frac{-v\times x^{v-1}}{1-x^v} \]

    \[=-v\sum_{i\geq 0}x^{v-1+v\times i} \]

    然后在积分回去就是

    \[-\sum_{i\geq 0}\frac{x^{v+v\times i}}{i}=-\sum_{i\geq 1}\frac{x^{v\times i}}{i} \]

    然后记录每个大小的物品出现了多少次,之后\(O(m\log m)\)加系数,然后再\(exp+\)求逆回去就好了。

    时间复杂度\(O(n+m\log m)\)


    code

    #include<cstdio>
    #include<cstring>
    #include<algorithm>
    #define ll long long
    using namespace std;
    const ll N=4e5+10,P=998244353;
    ll n,c,l,r[N],f[N],v[N],inv[N];
    ll t1[N],t2[N],t3[N],t4[N],t5[N],t6[N];
    ll power(ll x,ll b){
    	ll ans=1;
    	while(b){
    		if(b&1)ans=ans*x%P;
    		x=x*x%P;b>>=1;
    	}
    	return ans;
    }
    void Glen(ll m){
    	n=1;while(n<=m)n<<=1;
    	for(ll i=0;i<n;i++)
    		r[i]=(r[i>>1]>>1)|((i&1)?(n>>1):0);
    	return;
    }
    void NTT(ll *f,ll op){
    	for(ll i=0;i<n;i++)
    		if(i<r[i])swap(f[i],f[r[i]]);
    	for(ll p=2;p<=n;p<<=1){
    		ll len=p>>1,tmp=power(3,(P-1)/p);
    		if(op==-1)tmp=power(tmp,P-2);
    		for(ll k=0;k<n;k+=p){
    			ll buf=1;
    			for(ll i=k;i<k+len;i++){
    				ll tt=f[i+len]*buf%P;
    				f[i+len]=(f[i]-tt+P)%P;
    				f[i]=(f[i]+tt)%P;
    				buf=buf*tmp%P;
    			}
    		}
    	}
    	if(op==-1){
    		ll inv=power(n,P-2);
    		for(ll i=0;i<n;i++)
    			f[i]=f[i]*inv%P;
    	}
    	return;
    }
    void GetInv(ll *f,ll *g,ll m){
    	if(m==1){g[0]=power(f[0],P-2);return;}
    	GetInv(f,g,m>>1);Glen(m);
    	for(ll i=0;i<m;i++)t1[i]=f[i],t2[i]=g[i];
    	NTT(t1,1);NTT(t2,1);
    	for(ll i=0;i<n;i++)
    		t1[i]=t1[i]*t2[i]%P*t2[i]%P;
    	NTT(t1,-1);
    	for(ll i=0;i<m;i++)g[i]=(g[i]*2-t1[i]+P)%P;
    	for(ll i=0;i<n;i++)t1[i]=t2[i]=0;
    	return;
    }
    void GetD(ll *f,ll *g,ll n){
    	for(ll i=0;i<n-1;i++)
    		g[i]=f[i+1]*(i+1)%P;
    	g[n-1]=0;return;
    }
    void GetJ(ll *f,ll *g,ll n){
    	for(ll i=n-1;i>0;i--)
    		g[i]=f[i-1]*power(i,P-2)%P;
    	g[0]=0;return;
    }
    void GetLn(ll *f,ll *g,ll m){
    	Glen(m);GetD(f,t3,n);GetInv(f,t4,n);
    	Glen(m);Glen(n);NTT(t3,1);NTT(t4,1);
    	for(ll i=0;i<n;i++)t3[i]=t3[i]*t4[i];
    	NTT(t3,-1);GetJ(t3,g,n);
    	for(ll i=0;i<n;i++)t3[i]=t4[i]=0;
    	return;
    }
    void GetExp(ll *f,ll *g,ll m){
    	if(m==1){g[0]=1;return;}
    	GetExp(f,g,m>>1);GetLn(g,t5,m);Glen(m);
    	for(ll i=0;i<m;i++)t6[i]=f[i];
    	for(ll i=m;i<n;i++)t5[i]=0;
    	NTT(t5,1);NTT(t6,1);NTT(g,1);
    	for(ll i=0;i<n;i++)g[i]=g[i]*(1-t5[i]+t6[i]+P)%P;
    	NTT(g,-1);for(ll i=m;i<n;i++)g[i]=0;
    	return;
    }
    signed main()
    {
    	scanf("%lld%lld",&c,&l);inv[1]=1;
    	for(ll i=2;i<N;i++)
    		inv[i]=P-(P/i)*inv[P%i]%P;
    	for(ll i=1;i<=c;i++){
    		ll x;scanf("%lld",&x);
    		v[x]++;
    	}
    	Glen(l);
    	for(ll i=l;i>=1;i--){
    		ll w=v[i];v[i]=0;
    		for(ll j=i;j<n;j+=i)
    			(v[j]+=w*(P-inv[j/i])%P)%=P;
    	}
    	ll p=n;GetExp(v,f,n);
    	for(ll i=0;i<n;i++)v[i]=0;
    	GetInv(f,v,n);
    	for(ll i=1;i<=l;i++)
    		printf("%lld\n",v[i]);
    	return 0;
    }
    
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