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有
[
x^{ar{n}}=sum_{i=0}^n {egin{bmatrix}n \iend{bmatrix}}x^i
]
其中 (x^{ar{n}}) 表示上升幂,即 (prod_{i=x}^{x+n-1}i)
可以直接用归纳法证明。
[x^{overline{n+1}}=(sum_{i=0}^n egin{bmatrix} n \ i end{bmatrix}x^i)(x+n)
]
[=sum_{i=0}^{n+1} (egin{bmatrix} n \ i-1 end{bmatrix} +n imes egin{bmatrix} n\i end{bmatrix})x^i
]
[=sum_{i=0}^{n+1}egin{bmatrix}n+1\iend{bmatrix}x^i
]
至于怎么算 (x^{ar{n}})...可以采取倍增法。
显然 (x^{overline{2n}}=x^{ar{n}}(x+n)^{ar{n}})
假设我们已经知道了 (x^{ar{n}}) ,那么瓶颈就在于如何算出 ((x+n)^{ar{n}})
设 (f(x)=x^{ar{n}}),那么 ((x+n)^{ar{n}}) 就是 (f(x+n))
那么问题就变为怎么从多项式 (f(x)) 推到多项式 (f(x+n))
假设 (f(x)) 的第 (i) 项系数为 (a_i) ,那么就可以推导如下:
[egin{aligned}
f(x+n)&=sum_{i=0}^{n}a_i(x+n)^i \
&= sum_{i=0}^{n} a_i sum_{j=0}^i x^j n^{i-j} inom i j \
&= sum_{j=0}^n x^j sum_{i=j}^n a_i n^{i-j} inom i j
end{aligned}
]
然后拆一下二项式,可以得到:
[egin{aligned}
f(x+n)&=sum_{j=0}^n frac{x^j}{j!} sum_{i=j}^n (a_ii!) frac{n^{i-j}}{(i-j)!}
end{aligned}
]
我们设 (A(i)=a_ii!,B(i)=frac{n^i}{i!}),就有:
[egin{aligned}
f(x+n)&=sum_{j=0}^nfrac{x^j}{j!} sum_{i=j}^n A(i) imes B(i-j)\
&= sum_{j=0}^n frac{x^j}{j!} sum_{i=0}^{n-j} A(i+j) imes B(i) \
&= sum_{j=0}^n frac{x^j}{j!} sum_{i=0}^{n-j} A'(n-j-i) imes B(i)
end{aligned}
]
其中 (A') 序列 表示 (A) 序列反转后的序列。
后面这个式子是一个卷积形式,可以直接 NTT
优化。
然后就可以 (mathcal{O}(n log n)) 算出 (f(x+n))。
至于如何计算 (f(x)f(x+n)) 可以也来一发 NTT
。
时间复杂度 (T(n)=T(frac{n}{2})+mathcal{O}(nlog n)=mathcal{O}(n log n))
以下是代码:
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define int long long
typedef long long ll;
const ll mod=167772161;
ll G=3,invG;
const int N=1200000;
ll ksm(ll b,int n){
ll res=1;
while(n){
if(n&1) res=res*b%mod;
b=b*b%mod; n>>=1;
}
return res;
}
int read(){
int x=0;char ch=getchar();
while(!isdigit(ch))ch=getchar();
while(isdigit(ch)) x=(x*10+(ch-'0'))%mod,ch=getchar();
return x;
}
int tr[N];
void NTT(ll *f,int n,int fl){
for(int i=0;i<n;++i)
if(i<tr[i]) swap(f[i],f[tr[i]]);
for(int p=2;p<=n;p<<=1){
int len=(p>>1);
ll w=ksm((fl==0)?G:invG,(mod-1)/p);
for(int st=0;st<n;st+=p){
ll buf=1,tmp;
for(int i=st;i<st+len;++i)
tmp=buf*f[i+len]%mod,
f[i+len]=(f[i]-tmp+mod)%mod,
f[i]=(f[i]+tmp)%mod,
buf=buf*w%mod;
}
}
if(fl==1){
ll invN=ksm(n,mod-2);
for(int i=0;i<n;++i)
f[i]=(f[i]*invN)%mod;
}
}
void Mul(ll *f,ll *g,int n,int m){
m+=n;n=1;
while(n<m) n<<=1;
for(int i=0;i<n;++i)
tr[i]=(tr[i>>1]>>1)|((i&1)?(n>>1):0);
NTT(f,n,0);
NTT(g,n,0);
for(int i=0;i<n;++i) f[i]=f[i]*g[i]%mod;
NTT(f,n,1);
}
ll inv[N],fac[N];
ll w[N],a[N],b[N],g[N];
void Solve(ll *f,int m){
if(m==1) return f[1]=1,void(0);
if(m&1){
Solve(f,m-1);
for(int i=m;i>=1;--i)
f[i]=(f[i-1]+f[i]*(m-1)%mod)%mod;
f[0]=f[0]*(m-1)%mod;
}
else{
int n=m/2;ll res=1;
Solve(f,n);
for(int i=0;i<=n;++i)
a[i]=f[i]*fac[i]%mod,b[i]=res*inv[i]%mod,res=res*n%mod;
reverse(a,a+n+1);
Mul(a,b,n+1,n+1);
for(int i=0;i<=n;++i)
g[i]=inv[i]*a[n-i]%mod;
Mul(f,g,n+1,n+1);
int limit=1;
while(limit<(n+1)<<1) limit<<=1;
for(int i=n+1;i<limit;++i) a[i]=b[i]=g[i]=0;
for(int i=m+1;i<limit;++i) f[i]=0;
}
}
ll f[N];
void init(int n){
fac[0]=1;
for(int i=1;i<=n;++i)
fac[i]=1ll*fac[i-1]*i%mod;
inv[n]=ksm(fac[n],mod-2);
for(int i=n-1;i>=0;--i)
inv[i]=1ll*inv[i+1]*(i+1)%mod;
}
signed main(){
invG=ksm(G,mod-2);
int n,k=0;
cin>>n;
init(n+n);
Solve(f,n);
for(int i=0;i<=n;++i)
printf("%lld ",f[i]);
return 0;
}