• @uoj



    @description@

    Evan 和 Lyra 都是聪明可爱的孩子,两年前,Evan 开始为一个被称为UOJ的神秘的OI组织工作,在 Evan 与其他小伙伴的努力下,UOJ不仅成了OI界原创比赛的典范,更是因UR这一反人类难度的存在而举世闻名。然而今年,随着 Evan 前往世界彼岸,UOJ一天天减少着他的活力,而就在OI历新年的黎明——NOI的前夕,刚回家不久的Evan听到了清脆的敲门声……

    “开门,快递!”

    “暗号?”

    “3a34be41f8c8796c93b5c9f3b988e0d4”

    “收到!”

    送走了快递小哥,Evan 拆开包裹,看见一个写着“量子态的巧克力”的小盒子,作为新时代的OI少年,Evan 决定发扬分享的精神,于是他找来 Lyra 一起打开巧克力的盒子。

    “砰——”

    从量子态坍缩的光芒中回过神来,感受到脚下啫喱状的地板,Evan 叹了一口气——接着突然用把 Lyra 吓了一跳的音量喊了出来:

    “竟然把造题的锅塞进巧克力里!!”

    而这时,Lyra已经开始观察起了这盒奇特的巧克力,并找到了藏在巧克力盒子里的说明书。

    原来,盒子里每个巧克力都有一个味道 ai,Evan 和 Lyra 的舌头上都还没有残留任何味道(用 0 表示),当他们吃下一块巧克力的时候,舌头上的味道 b 便会异或上这个巧克力的美味值,即 b ← b xor a.

    Evan 和 Lyra 会各自从盒子中拿一些巧克力吃下去(即各自选择一个集合并吃掉集合中的巧克力),两个人不能吃同一块巧克力(即集合不能相交),可以有一个人选择不吃巧克力,但不能两个人都不吃。Evan 和 Lyra 不需要把盒子里的巧克力都吃完,有剩余也是可以的。

    最后如果二人舌头上残留着相同的味道,则称两人是心情契合的。

    既然量子态有无数种可能性,走出这巧克力迷局的关键就是,求出有多少种方案使得两人是心情契合的,两种方案不同当且仅当 Evan 或 Lyra 选择吃下的巧克力集合不一样。

    你只需要输出方案数对 998244353 取模的结果即可。

    原题传送门。

    @solution@

    每个巧克力有三种情况:不被选中,被 E 选中,被 L 选中。条件是被 E/L 选中的巧克力异或值等于 0。

    那么问题就可以转换为异或卷积:

    [(1 + 2x^{a_1})oplus(1 + 2x^{a_2})oplus...oplus(1 + 2x^{a_n}) ]

    多么优美的式子,可惜它并不能分治 fft 的套路做。

    这个时候就应该考虑 fwt 的实质(我们记 c(x) 表示 x 在二进制下 1 的个数):

    [fwt(1 + 2x^a) = sum_{i=0}(1 + 2 imes (-1)^{c(i & a)})x^i ]

    可以发现 ((-1)^{c(i & a)}) 的取值只有两种,因而 fwt 中的系数也只有两种 -1, 3。稍微明朗了些。

    不妨记 (cnt_i = sum_{j=1}^{n}[c(i & a_j) mod 2 = 1]),则卷积结果的 fwt 可以写作:

    [f_i = (-1)^{cnt_i} imes 3^{n - cnt_i} ]

    本道题的难点就在于求 (cnt) 了。虽然看起来很简单不过依然不好求。

    解铃还须系铃人。我们尝试不绕弯路,直接使用 fwt 求上述式子。

    [cnt_i = sum_{j=1}^{n}[c(i & a) mod 2 = 1] = frac{1}{2}sum_{j=1}^{n}(1 - (-1)^{c(i & a_j)}) ]

    后面那些就是 (sum_{j=1}^{n}(1 - x^{a_j})) 的 fwt 结果,因此只需一次 fwt 即可。

    求出卷积结果的 fwt 后再逆 fwt 回去即可。时间复杂度 O(nlog n)。

    @accepted code@

    #include <cstdio>
    #include <algorithm>
    using namespace std;
    
    const int MOD = 998244353;
    const int MAXN = (1 << 20);
    const int INV2 = (MOD + 1) / 2;
    
    inline int add(int x, int y) {return (x + y >= MOD ? x + y - MOD : x + y);}
    inline int sub(int x, int y) {return (x - y < 0 ? x - y + MOD : x - y);}
    inline int mul(int x, int y) {return 1LL * x * y % MOD;}
    
    int pow_mod(int b, int p) {
    	int ret = 1;
    	for(int i=p;i;i>>=1,b=mul(b,b))
    		if( i & 1 ) ret = mul(ret, b);
    	return ret;
    }
    
    void fwt(int *A, int n, int type) {
    	for(int s=2,t=1;s<=n;s<<=1,t<<=1)
    		for(int i=0;i<n;i+=s)
    			for(int j=0;j<t;j++) {
    				int x = A[i + j], y = A[i + j + t];
    				A[i + j] = add(x, y), A[i + j + t] = sub(x, y);
    				if( type == -1 )
    					A[i + j] = mul(A[i + j], INV2), A[i + j + t] = mul(A[i + j + t], INV2);
    			}
    }
    
    int pw3[MAXN + 5];
    void init() {
    	pw3[0] = 1;
    	for(int i=1;i<=MAXN;i++)
    		pw3[i] = mul(3, pw3[i - 1]);
    }
    
    int f[MAXN + 5], c[MAXN + 5], a[MAXN + 5], n;
    int main() {
    	init(), scanf("%d", &n);
    	for(int i=1;i<=n;i++)
    		scanf("%d", &a[i]), c[0] = add(c[0], 1), c[a[i]] = sub(c[a[i]], 1);
    	fwt(c, MAXN, 1);
    	for(int i=0;i<MAXN;i++) c[i] = mul(c[i], INV2);
    	for(int i=0;i<MAXN;i++)
    		f[i] = (c[i] & 1 ? sub(0, pw3[n - c[i]]) : pw3[n - c[i]]);
    	fwt(f, MAXN, -1);
    	printf("%d
    ", sub(f[0], 1));
    }
    

    @details@

    两个集合不能同时是空集,最后方案数需要减 1。

    教练:uoj 的题只有 5 页,非常小清新。大家可以尝试把它刷完。
    (缓缓打出一个问号.jpg)

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