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abc327G

时间:2023-11-05 17:56:46浏览次数:28  
标签:abc327G frac 计算 cdot sum exp binom

很容易发现条件其实就是限制二分图。

那么我们设 \(F(n,m)\) 表示 \(n\) 个点,\(m\) 条边组成二分图的答案(非简单图)。

那么答案可以发现是 \(F(n,m)\cdot2^m\) ,\(2^m\) 出自边的端点的两种顺序。

现在来计算 \(F(n,m)\) 。

我们这里的 \(m\) 很大,会达到 \(1e9\) 的级别,这时候很难用任何方法来计算(基本上的路子都用不了,只有次数不与 \(m\) 有关的多项式才能进行计算。)

会发现如果是简单图,那么 \(m\) 其实 \(\leq \lfloor\frac{n}{2}\rfloor\lceil\frac{n}{2}\rceil\) (记为 \(maxe(n)\) ) ,其他的边都是重复的。

那么此时我们就可以进一步写出式子:

\(F(n,m)=\sum_{i=0}^{maxe(n)}f(n,i)\cdot b(m,i)\)

\(b(m,i)\) 是把 \(m\) 条边分配到 \(i\) 条边上的方案。

容易发现 \(b(m,i)=i!{m\brace i}\) 。(因为此时相当于是 \(m\) 个球分配到 \(i\) 个互相区分的集合里。)

现在要计算 \(f(n,m)\) 。

这个东西是非联通简单二分图计数。

那如果我们能求出联通简单二分图计数 \(g(n,m)\),再进行一次二元 \(exp\) 就可以求出\(f(n,m)\) 了。

考虑如何求 \(g(n,m)\) 。

设 \(h(n,m)\) 表示 \(n\) 个点,\(m\) 条边,对 \(n\) 个点黑白染色后,没有再同色点之间染色的方案数。

那么显然有 \(h(n,m)=\sum_{i=1}^n\binom{n}{i}\binom{i(n-i)}{m}\) 。

那么发现对 \(h\) 取 \(log\) 后再 \(/2\) 就是 \(g\) ,即 \(g=\frac{\log(h)}{2}\)

这是一个非常巧妙的一步。

我们将 \(h\) 进行了一些简单的变换过后,再进行 \(exp\) 操作后,得到的结果就不一样了,而此时如果正好可以进行简单计算,那么我们就将问题迎刃而解。

但是是如何想到 \(h(n,m)\) 这个东西的呢?

我们观察 \(f\) 和二分图,发现计算 \(f\) 的难点变在于划分左右域时会重叠的这一情况,这是非常难以进行容斥的。

那当我们通过一些手段使得消除划分这个限制之后,那问题就可以得到解决。

至于计算,众所周知的是取 \(\ln\) 是可以通过容斥dp来解决的:即

\(f_S=g_S-\sum_{S_1>S_2,S_1+ S_2=S} f_{S_1}\cdot g_{S_2}\)

而取 \(exp\) 则可以通过逆变换来解决,即:

\(g_S=f_S+\sum_{S_1>S_2,S_1+ S_2=S}g_{S_2}\cdot f_{S_1}\)

那么最后的式子即:

\(g_{n,m}=h_{n,m}-\sum_{x=0}^{n-1}\sum_{y=0}^m\binom{n-1}{x-1}g_{x,y}\cdot h_{n-x,m-y}\)

\(f_{n,m}=g_{n,m}+\sum_{x=0}^{n-1}\sum_{y=0}^m\binom{n-1}{x-1}g_{x,y}\cdot f_{n-x,m-y}\)

至此,我们解决了这个问题。

进一步的,我们可以发现

\[G=\frac{\ln(H)}{2} \]

\[F=\exp(G)\\ \]

\[F=\exp(\frac{\ln(H)}{2})=\sqrt H \]

对于取根号,我们仍然有一个计数方法:

\(2f_S=g_S-\sum_{S_1+S_2=S,S_1\neq S,S_2\neq S} f_{S_1}f_{S_2}\)

那么此时就无须计算 \(g\) 了,我们可以直接计算得出 \(f\) 。

即:

\(f_{n,m}=h_{n,m}-\sum_{x=1}^{n-1}\sum_{j=0}^m \binom{n}{i}f_{x,y}\cdot f_{n-x,m-y}\)

那么此时就可以直接算出 \(f\) 了。

标签:abc327G,frac,计算,cdot,sum,exp,binom
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