神仙计数题 Orz
先令(F[k])表示出现次数恰好为(S)次的颜色恰好有(k)中的方案数,那么
怎么求(F[k])呢?一个naive的想法,我指定哪(k)种颜色恰好染(S)次,然后剩下的(n-kS)个位置用剩下的(m-k)种颜色随便染
相当与对一个有(k+1)种元素的集合(前(k)中元素分别有(S)个,最后一种元素有(n-kS)个)做可重复集合全排列
这个方案数是(frac{n!}{(S!)^k(n-kS)!})的
剩下的(n-kS)个位置又可以用剩下的颜色随便染,所以还要乘上((m-k)^{n-kS})
所以我们得到了一个柿子(inom{m}{k} imesfrac{n!}{(S!)^k(n-kS)!} imes (m-k)^{n-kS})
从这个柿子也可以看出,合法的颜色种数不会超过(lim=min(m,lfloor n/S floor))
然后发现他假了,首先这样得到的并不是恰好有(k)种的方案数,其次在后面随便染色的时候我们还可能算上重复的方案,它根本不能称为方案数。
但不要放弃希望,我们把上面的柿子叫做(G[k])好了。考虑怎么用(F)算(G),又有一个naive的想法枚举合法的颜色有多少个得到这个柿子
(G[k]=sum_{i=k}^{lim} F[i])
但上面我们说过了,(G[k])可能会算上重复的方案数。
对于一个恰好有(i)种颜色满足要求的方案,不难发现在(G[k])中会被重复计算(inom{i}{k})次(先在(i)个颜色中指定(k)个然后剩下的随便染,这样可能会染到同一种方案)
所以
发现右边出现了组合数,这恰恰是一个可以二项式反演的柿子,于是反演一波得到
这样就可以得到一个平方的算法了,考虑优化。
先把组合数炸开来
然后
令(A[i]=i!G[i],B[i]=frac{(-1)^i}{i!}),有
这个柿子已经有点可以卷积了,随便翻转(A)或者(B)都可以,下面翻转(A)好了,令翻转(A[0...lim])后得到(A^T),那么
将(A)与(B)卷积,然后(F[k] imes k!)就是卷积的第(lim-k)项。
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define rep(i,a,b) for (int i=(a);i<(b);++i)
#define per(i,a,b) for (int i=(a)-1;i>=(b);--i)
#define mp make_pair
#define pb push_back
#define fi first
#define se second
#define all(x) (x).begin(),(x).end()
#define SZ(x) ((int)(x).size())
typedef double db;
typedef long long ll;
typedef pair<int,int> PII;
typedef vector<int> VI;
const int NN=1e7+10,N=3e5+10,P=1004535809;
inline int add(int x,int y) {return (x+=y)>=P?x-P:x;}
inline int sub(int x,int y) {return (x-=y)<0?x+P:x;}
inline int normal(int x) {return x<0?x+P:x;}
inline int fpow(int x,int y) {
int ret=1; for(;y;y>>=1,x=1ll*x*x%P)
if(y&1) ret=1ll*ret*x%P;
return ret;
}
const int gn=3,ign=fpow(gn,P-2);
int fac[NN],ifac[NN],inv[NN];
inline int getC(int n,int r) {return 1ll*fac[n]*ifac[n-r]%P*ifac[r]%P;}
namespace Poly {
int rev[N];
inline void init(int n) {
rep(i,0,n) rev[i]=rev[i>>1]>>1|((i&1)?n>>1:0);
}
void ntt(int *f,int n,int flg) {
rep(i,0,n) if(rev[i]<i) swap(f[i],f[rev[i]]);
for(int len=2,k=1;len<=n;len<<=1,k<<=1) {
int wn=fpow(flg==1?gn:ign,(P-1)/len);
for(int i=0;i<n;i+=len)
for(int j=i,w=1;j<i+k;j++,w=1ll*w*wn%P) {
int tmp=1ll*w*f[j+k]%P;
f[j+k]=sub(f[j],tmp),f[j]=add(f[j],tmp);
}
}
if(flg==-1) {
int invn=fpow(n,P-2);
rep(i,0,n+1) f[i]=1ll*f[i]*invn%P;
}
}
}
using Poly::ntt;
void init(int n) {
ifac[0]=ifac[1]=fac[0]=fac[1]=inv[1]=1;
rep(i,2,n+1) {
inv[i]=1ll*inv[P%i]*(P-P/i)%P;
ifac[i]=1ll*ifac[i-1]*inv[i]%P;
fac[i]=1ll*fac[i-1]*i%P;
}
}
int A[N],B[N],W[N];
int main() {
#ifdef LOCAL
freopen("a.in","r",stdin);
#endif
int n,m,s; scanf("%d%d%d",&n,&m,&s);
rep(i,0,m+1) scanf("%d",&W[i]);
init(max(max(n,m),s));
int lim=min(m,n/s);
rep(i,0,lim+1) {
A[i]=1ll*fac[i]*getC(m,i)%P*fac[n]%P*fpow(ifac[s],i)%P
*ifac[n-i*s]%P*fpow(m-i,n-i*s)%P;
B[i]=(i&1)?P-ifac[i]:ifac[i];
}
reverse(A,A+lim+1);
int limit=1; while(limit<=2*lim) limit<<=1; Poly::init(limit);
ntt(A,limit,1),ntt(B,limit,1);
rep(i,0,limit) A[i]=1ll*A[i]*B[i]%P;
ntt(A,limit,-1);
int ans=0;
rep(i,0,m+1) ans=add(ans,1ll*W[i]*A[lim-i]%P*ifac[i]%P);
printf("%d
",ans);
return 0;
}