前言
贝尔数大概大家都不陌生,但是怎么求却有许多种方式,有根据定义O(n2)O(n^2)O(n2)求的,有用NTTNTTNTT或者多项式求逆O(nlogn)O(nlogn)O(nlogn)的求法。这些做法都太垃圾了 这里给大家介绍一种O(nlogn)O(nlogn)O(nlogn)的做法。
正文
首先根据贝尔数的定义,有Bn=∑m=0nS(n,m)B_n = \sum _{m=0}^n S(n,m)Bn=m=0∑nS(n,m)其中S(n,m)S(n,m)S(n,m)是第二类斯特林数。
那么再由第二类斯特林数的展开式可得原式=∑m=0n1m!∑k=0m(−1)kC(m,k)(m−k)n=∑m=0n∑k=0m(−1)kk!(m−k)n(m−k)!原式= \sum _{m=0}^n \frac{1}{m!}\sum_{k=0}^m(-1)^kC(m,k) (m-k)^n \\= \sum _{m=0}^n \sum_{k=0}^m \frac{(-1)^k}{k!} \frac{(m-k)^n}{(m-k)!}原式=m=0∑nm!1k=0∑m(−1)kC(m,k)(m−k)n=m=0∑nk=0∑mk!(−1)k(m−k)!(m−k)n
这样子,设Ai=(−1)ii!A_i = \frac{(-1)^i}{i!}Ai=i!(−1)i,Bi=ini!B_i = \frac{i^n}{i!}Bi=i!in,这样子就是原式=∑m=0n∑k=0mAkBm−k原式= \sum _{m=0}^n \sum_{k=0}^m A_k B_{m-k}原式=m=0∑nk=0∑mAkBm−k可以NTTNTTNTT,但是太麻烦,我们注意到对于AiA_iAi这一项,它只会与B0,B1,B2...Bn−iB_0,B_1,B_2...B_{n-i}B0,B1,B2...Bn−i相乘,就是一个前缀和的形式,所以AiA_iAi这一项的贡献就算了出来,这样子的话,预处理A,BA,BA,B以及其前缀和,然后forforfor一遍,把每一项AiA_iAi的贡献算出来加上去就可以了,这样子是O(nlogn)O(nlogn)O(nlogn)的(要算快速幂)。
代码如下:
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
const int p = 998244353;
const int N = 1e5+10;
int fac[N] , facinv[N] , n , a[N] , b[N] , sum[N] , ans;
int qpow(int a, int b, int p) {
int res = 1;
for(; b; b >>= 1, a = 1ll * a * a % p) {
if(b & 1) res = 1ll * res * a % p;
}
return res;
}
void pre() {
facinv[0] = fac[0] = 1;
for(int i = 1; i <= n; i ++ ) {
fac[i] = 1ll * fac[i-1] * i % p ;
facinv[i] = qpow( fac[i] , p - 2 , p ) ;
}
}
int main() {
scanf("%d", &n);
pre();
for (int i = 1 ; i <= n ; i++) {
a[i] = facinv[i];
if ( i & 1 ) a[i] = p - a[i] ;
b[i] = 1ll * qpow( i , n , p ) * facinv[i] % p;
sum[i] = ( ( i ? sum[i-1] : sum[i] ) + b[i] ) % p;
}
for (int i = 0 ; i <= n ; i++ ) ans = ( ans + 1ll * a[i] * sum[n-i] % p ) % p;
cout<<ans;
return 0;
}