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yrtiop
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学习 Hiengon 大神,开头应该有一句原神语录或者日文歌词,但是我不玩原神,也不是罕见,所以略过。

个人感觉,其实这题的重点不在后面的多项式优化,而在这个容斥系数的推导。这其实展示了一类不太平凡的容斥系数的通用推法。

这个题解本身就是复读论文,后面加点自己的理解。

首先最终的式子是 $f_i = \sum\limits_{0<j<i} f_{i-j}\mathrm C_{i}^{j} 2^{j(i-j)} (-1)^{j-1}$,重点在于那个 $(-1)^{j-1}$ 从哪来。

首先我们有最基本的容斥:

$$g(S) = \sum_{T\subseteq S} f(T)\\f(S) = \sum_{T\subseteq S} (-1)^{|S|-|T|}g(T)$$

可以看作 $\sum\limits_{i=0}^n (-1)^i \mathrm C_{n}^{i}=[n=0]$ 的外在表现,具体的组合双射得参考上面这个的(不知道有没有就是了),反正我不会。这个式子集合关系反过来也是对的,下面要用。

然后我们思考这个题咋做。设 $f(i,S)$ 表示 $i$ 个点,目前零度点集合 恰好 为 $S$ 的方案数,$g(i,S)$ 表示 $i$ 个点,钦定 $S$ 内部均为零度点的方案数。显然有:

$$g(n,S)=\sum_{S\subseteq T} f(n,T)\\f(n,S)=\sum_{S\subseteq T} (-1)^{|T|-|S|} g(n,T)$$

现在我们要算 $g(n,\emptyset)$,直接开始大力推式子:

$$\begin{aligned}g(n,\emptyset) & = \sum_{m=1}^n \sum_{|T|=m} \sum_{T\subseteq S}(-1)^{|T|-|S|} g(n-|S|,\emptyset) 2^{|S|(n-|S|)}\\& = \sum_{S\neq \emptyset} g(n-|S|, \emptyset) 2^{|S|(n-|S|)} \sum_{m=1}^{|S|} (-1)^{|S|-m} \mathrm C_{|S|}^{m}\\& = \sum_{j=1}^{n} g(n-j,\emptyset) \mathrm C_{n}^{j} 2^{j(n-j)} (-1)^{j-1}\end{aligned}$$

每行都解释一下:第一行就是大力展开递推式,第二行交换求和顺序,第三行枚举 $|S|$ 大小直接算,后面那个 $(-1)^{j-1}$ 其实是凑了个 $m=0$ 化二项式定理,然后再减回去。

于是我们就得到了这样一个容斥系数。事实上引起我注意的是最上面的那个最基本的容斥式子,经过之前和 DarkMoon 大神的讨论,发现其实莫反,二项式反演都可以从这个直接理解。

好了,你已经学会有标号 DAG 计数的方法了,快去试试切掉 联合省选2024 d2t2 吧!



题目2353  [HZOI 2015] 有标号的DAG计数 I      5      评论
2024-06-22 16:18:57    
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xiaoququ
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op_组撒头屯
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首先设 $f_i$ 为 $i$ 个点的 DAG 数量,枚举其中的 $i-j$ 个点没有入度,然后剩下 $j$ 个点向它们随意连边,但这样会算重,需要在容斥一下,方程是:

$$ f_i = \sum_{j=1}^{i}{(-1)^{j-1} C_i^j 2^{j(i-j)} f_{i-j}}$$

时间复杂度 $O(n^2)$,可过 $n=5000$。


这个式子看起来就很能卷积,不过这个 $2^{j(i-j)}$ 很烦,可以化一下:

$$j(i-j)=\frac{i^2}{2}-\frac{j^2}{2}-\frac{(i-j)^2}{2}$$

这样就能把 $j$ 和 $i-j$ 分开了。于是:

$$ f_i = \sum_{j=1}^{i}{(-1)^{j-1} \frac{i!}{j!(i-j)!} 2^{\frac{i^2}{2}-\frac{j^2}{2}-\frac{(i-j)^2}{2}} f_{i-j}}$$

$$   = 2^{\frac{i^2}{2}}i! \sum_{j=1}^{i}{\frac{(-1)^{j-1}}{2^{\frac{j^2}{2}}j!} \frac{f_{i-j}}{2^{\frac{(i-j)^2}{2}}(i-j)!} }$$

设:

$$A(x)=\sum_{i \ge 1}{\frac{(-1)^{i-1}}{2^{\frac{i^2}{2}}i!}x^i}$$

$$F(x)=\sum_{i \ge 0}{\frac{f_i}{2^{\frac{i^2}{2}}i!}x^i}$$

于是:

$$F = A*F +1$$

即:

$$F = \frac{1}{1-A}$$

使用 FFT 卷积,时间复杂度 $O(n\log(n))$,可过 $n=100000$。


题目2353  [HZOI 2015] 有标号的DAG计数 I      11      评论
2023-04-17 19:47:39