首页 > 其他分享 >loj#6739. 圆环之理 解题报告

loj#6739. 圆环之理 解题报告

时间:2023-02-08 11:11:28浏览次数:50  
标签:phi loj sum mid long int 解题 6739 mod

发现之前写过这题题解,今天突然记起这道题就发出来一下。

其实基本上是复读一遍 EI 题解(

题意

一个长度为 \(n\) 的环上等距排列 \(n\) 个点,任意两点之间均有一条无向边。每个点可以染一个 \([1,a]\) 内的整数颜色,每条边可以染一个 \([1,b]\) 内的整数颜色。

定义一个环是好的当且仅当其任意旋转一个角度或任意选择一条直线翻转得到的图案与原来不同构。

计数好环的数量。

\(n\leqslant 10^{18}\)。

分析

本题理论速通步骤:建立群论模型,缩减置换群数量,列出转移式,计算贡献。

可以发现有效的旋转、翻转数量是很少的,一个粗略的上界是 \(2n-1\) 种,即 \(x\mapsto(c-x)\bmod n\) 或 \(x\mapsto(x+c)\bmod n\)。

直接容斥,钦定一个操作集合表示在这些操作下图案不变,可以得到一个指数级的做法。

使用群论的语言表达,也就是给定一个置换群 \(G\),求其作用于一个染色后的对象,有多少个染色方案的稳定子仅包含单位元,于是可以直接 dp,令 \(X(H)\) 为稳定子恰好为 \(G\) 的子群 \(H\) 的方案数:

\[X(H)=a^{O(H,V)}b^{O(H,E)}-\sum_{H<K\leqslant G}X(K) \]

(\(O(H,V)\) 表示 \(H\) 在顶点 \(V\) 上的轨道数量,\(O(H,E)\) 同理,下文记 \(W(H)=a^{O(H,V)}b^{O(H,E)}\))

记单位旋转操作为 \(r\),以 \(1\) 号点为对称轴翻转操作为 \(s\),那么任意操作都可以用 \(s,r\) 表示,且 \(rs=sr^{-1}\),那么所有操作都可以写成 \(r^k\) 或 \(sr^k\) 的形式。

分析一下,如果一个置换群不包含翻转操作,那么其一定包含一个 \(r^d(d\mid n)\),这样的置换群只有 \(d(n)\) 个。
如果其包含翻转操作,若其包含两种翻转 \(sr^a,sr^b\),那么其包含 \(r^{b-a}\),也一定包含 \(r^d(d\mid n)\),那么这样的置换群有 \(\sum_{d\mid n}d=O(n\log \log n)\) 个,仔细分析一下,第二类群的数量只与其 \(d\),以及是否存在 \(sr^t(2\not\mid t)\) 有关,于是只有 \(2d(n)\) 个。(可以发现,此时 \(W(H)\) 有了很大的简化,可以做到单 \(\log\) 计算)

于是直接列出 dp:(\(\mathrm{Rot}(d)\) 表示第一类群的数量,\(\mathrm{Refl_{0/1}(d)}\) 同理,多记一个 \(0/1\) 表示是否有奇数)

\[\mathrm{Rot}(d)=W(\{r^d\})-\sum_{d\mid k\mid n,d<k}\mathrm{Rot}(k)-\sum_{d\mid k\mid n}\frac{n}{2k}(\mathrm{Refl}_0(k)+\mathrm{Refl}_1(k))\\ \mathrm{Refl}_i(d)=W(\{r^d,sr^i\})-\sum_{d\mid k\mid n,d<k}\mathrm{Refl}_i(k) \]

我们考虑每个 \(W(H)\) 对答案产生的贡献系数,若其出现在 \(\mathrm{Rot}(d)\) 中,其贡献系数 \(f(d)=1-\sum_{k\mid d,k<d}f(k)\),这是经典的莫比乌斯函数,\(\mathrm{Refl}_i(d)\) 贡献系数同理。

于是答案为:

\[\mathrm{Rot}(1)=\sum_{d\mid n}\mu(d)(W(\{r^d\})-\sum_{d\mid k\mid n}\frac{n}{2k}(\mathrm{Refl}_0(k)+\mathrm{Refl}_1(k)))\\ \mathrm{Refl}_i(d)=\sum_{d\mid k\mid n}\mu(\frac kd)W(\{r^k,sr^i\}) \]

根据经典结论 \(\sum_{abc=n}\frac{\mu(a)\mu(c)}{ab}=\mu(n)\)(证明只需两边同乘 \(n\)),展开上面的式子可得:

\[\mathrm{Rot}(1)=\sum_{d\mid n}\mu(d)(W(\{r^d\})-\frac{n}{2}(W(\{r^d,sr^0\})+W(\{r^d,sr^1\}))) \]

莫比乌斯函数非零的因子只有 \(2^{\omega(n)}\) 个,复杂度 \(O(2^{\omega(n)}\log n)\)。

代码

#include<stdio.h>
#include<map>
using namespace std;
const int mod=998244353,maxn=25,maxs=1<<15,phi=mod-1,inv2=(mod+1)/2;
int k,a,b,srfl,srt;
long long n;
long long p[maxn],mul[maxs];
map<long long,int>mp;
int ksm(int a,long long b){
	b=(b%phi+phi)%phi;
	int res=1;
	while(b){
		if(b&1)
			res=1ll*res*a%mod;
		a=1ll*a*a%mod,b>>=1;
	}
	return res;
}
long long gcd(long long a,long long b){
	return b==0? a:gcd(b,a%b);
}
int Rot(long long d){
	long long orbv=d,orbe=(n-1)/2%phi*(d%phi)%phi;
	if(n%2==0)
		orbe=(orbe+gcd(d,n/2))%phi;
	return 1ll*ksm(a,orbv)*ksm(b,orbe)%mod;
}
int Refl(long long d,int o){
	long long orbv=d/2+(o|(d&1)),orbe=(n-1)/2%phi*((d+1)/2%phi)%phi;
	if(d%2==0)
		orbe+=(n/2-(o|(d&1)))/2;
	if(n%2==0){
		long long g=gcd(d,n/2);
		orbe+=g/2+(o|(g&1));
	}
	return 1ll*ksm(a,orbv)*ksm(b,orbe)%mod;
}
int main(){
	scanf("%d",&k),n=1;
	for(int i=1,x;i<=k;i++)
		scanf("%d",&x),mp[x]=1,n*=x;
	scanf("%d%d",&a,&b),k=0;
	for(map<long long,int>::iterator it=mp.begin();it!=mp.end();it++)
		p[++k]=it->first;
	mul[0]=n;
	for(int i=0;i<(1<<k);i++){
		if(i>0){
			int l=(i&-i);
			mul[i]=mul[i^l]/p[__builtin_ctz(l)+1];
		}
		int coef=__builtin_parity(i)? (mod-1):1;
		long long d=mul[i];
		srt=(srt+1ll*coef*Rot(d))%mod;
		srfl=(srfl+1ll*coef*(Refl(d,0)+Refl(d,1)))%mod;
	}
	printf("%d\n",(srt+1ll*(mod-n%mod)*inv2%mod*srfl)%mod);
	return 0;
}

标签:phi,loj,sum,mid,long,int,解题,6739,mod
From: https://www.cnblogs.com/xiaoziyao/p/17101043.html

相关文章

  • 蓝桥杯题目——飞行员兄弟解题详解及其包含的思想
    前言本文介绍蓝桥杯题目——飞行员兄弟的解题方法及其包含的代码思想。题目信息“飞行员兄弟”这个游戏,需要玩家顺利的打开一个拥有16个把手的冰箱。已知每个把手可以......
  • 「解题报告」[省选联考 2022] 卡牌
    放假上午想出的做法,写了一下TLE35分。以为有更高级的复杂度,然后刚看了看题解发现题解就是这个复杂度,呃呃,卡常吧。考虑将每个数写成它所包含的质因子的集合,写成一个0......
  • P2617 Dynamic Rankings 解题报告
    link整体二分是一种东西,比如上面这道题。先考虑一个不带修版本的,也就是经典问题区间kth,显然我们可以主席树但是我知道你很想用主席树但是你先别用不用主席树,用一种离线......
  • 【题解】20230204解题报告
    解题报告20230204主要学习内容有:动态规划,字符串操作(在另外一篇文章里)T1:P5322[BJOI2019]排兵布阵首先题意是设定有n座城堡,s个玩家(不包括特殊玩家),此时每名玩家都有m......
  • 天使玩偶 解题报告
    在1145141919810天前,SX看了看cdq分治和整体二分,照着题解打了代码,照着代码理解了下这两种东西是干嘛用的。然后他就自信的以为自己理解了这两种东西。其实不然,啥叫你......
  • [loj3806]放学路
    新建一条边\((1,n,L)\),则\(1\)和\(n\)在一个点双内,且该点双外的点均不会被经过在此基础上,考虑以下三种情况:对于度数\(\le1\)的点(除\(1,n\)外),同样不会被经过,不妨删除对......
  • 「解题报告」[省选联考 2022] 学术社区
    摆烂了,不想写代码了。我怎么这么菜啊,看题解里说的各种思路,我一个都没想到。哭考虑给每个消息建一个点,每两个点之间连边\(x\toy\),边权为将\(y\)接在\(x\)后头能......
  • 2023华数杯B题社会稳定预警研究的材料支撑以及解题思路【全网独家社会稳定预警研究材
    B题社会稳定预警研究材料支撑:(动态链接,后期会一直不断新增支撑论文进去)社会稳定预警研究材料支撑合集下载部分截图如下:(还会不断更新)题目问题B:社会稳定预警研究人类和......
  • 「解题报告」ARC142C Tree Queries
    \(2n\)次询问,那就考虑直接问出来\(d_{1,i},d_{2,i}\)。首先显然有:\(|d_{1,i}-d_{2,i}|\led_{1,2}\led_{1,i}+d_{2,i}\)那么我们可以求出\(d_{1,i}+d_......
  • ABC287 解题报告【A~F】
    AtcoderBeginnerContest287姗姗来迟的解题报告C题漏了一个细节,狂WA,心态爆炸,暴跌58ratingContestlinkMyresultA-Majority直接统计For的个数,与\(\dfrac{......