luogu4389 付公主的背包

本文介绍了一种解决完全背包问题的优化方法,利用生成函数和多项式逆元进行快速计算,通过NTT(Number Theoretic Transform)实现高效算法。

题目链接:洛谷

题目大意:现在有$n$个物品,每种物品体积为$v_i$,对任意$s\in [1,m]$,求背包恰好装$s$体积的方案数(完全背包问题)。

数据范围:$n,m\leq 10^5$


这道题,看到数据范围就知道是生成函数。
$$Ans=\prod_{i=1}^n\frac{1}{1-x^{v_i}}$$

但是这个式子直接乘会tle,我们考虑进行优化。

看见这个连乘的式子,应该是要上$\ln$.

$$Ans=\exp(\sum_{i=1}^n\ln(\frac{1}{1-x^{v_i}}))$$

接下来的问题就是如何快速计算$\ln(\frac{1}{1-x^{v_i}})$。

$$\ln(f(x))=\int f'f^{-1}dx$$

所以
$$\ln(\frac{1}{1-x^v})=\int\sum_{i=1}^{+\infty}vix^{vi-1}*(1-x^v)dx$$
$$=\int(\sum_{i=1}^{+\infty}vix^{vi-1}-\sum_{i=2}^{+\infty}v(i-1)x^{vi-1})dx$$
$$=\int(\sum_{i=1}^{+\infty}vx^{vi-1})dx$$
$$=\sum_{i=1}^{+\infty}\frac{1}{i}x^{vi}$$

然后就可以直接代公式了。

  1 #include<cstdio>
  2 #include<algorithm>
  3 #define Rint register int
  4 using namespace std;
  5 typedef long long LL;
  6 const int N = 400003, P = 998244353, G = 3, Gi = 332748118;
  7 int n, m, cnt[N], A[N];
  8 inline int kasumi(int a, int b){
  9     int res = 1;
 10     while(b){
 11         if(b & 1) res = (LL) res * a % P;
 12         a = (LL) a * a % P;
 13         b >>= 1;
 14     }
 15     return res;
 16 }
 17 int R[N];
 18 inline void NTT(int *A, int limit, int type){
 19     for(Rint i = 1;i < limit;i ++)
 20         if(i < R[i]) swap(A[i], A[R[i]]);
 21     for(Rint mid = 1;mid < limit;mid <<= 1){
 22         int Wn = kasumi(type == 1 ? G : Gi, (P - 1) / (mid << 1));
 23         for(Rint j = 0;j < limit;j += mid << 1){
 24             int w = 1;
 25             for(Rint k = 0;k < mid;k ++, w = (LL) w * Wn % P){
 26                 int x = A[j + k], y = (LL) w * A[j + k + mid] % P;
 27                 A[j + k] = (x + y) % P;
 28                 A[j + k + mid] = (x - y + P) % P;
 29             }
 30         }
 31     }
 32     if(type == -1){
 33         int inv = kasumi(limit, P - 2);
 34         for(Rint i = 0;i < limit;i ++)
 35             A[i] = (LL) A[i] * inv % P;
 36     }
 37 }
 38 int ans[N];
 39 inline void poly_inv(int *A, int deg){
 40     static int tmp[N];
 41     if(deg == 1){
 42         ans[0] = kasumi(A[0], P - 2);
 43         return;
 44     }
 45     poly_inv(A, (deg + 1) >> 1);
 46     int limit = 1, L = -1;
 47     while(limit <= (deg << 1)){limit <<= 1; L ++;}
 48     for(Rint i = 1;i < limit;i ++)
 49         R[i] = (R[i >> 1] >> 1) | ((i & 1) << L);
 50     for(Rint i = 0;i < deg;i ++) tmp[i] = A[i];
 51     for(Rint i = deg;i < limit;i ++) tmp[i] = 0;
 52     NTT(tmp, limit, 1); NTT(ans, limit, 1);
 53     for(Rint i = 0;i < limit;i ++)
 54         ans[i] = (2 - (LL) tmp[i] * ans[i] % P + P) % P * ans[i] % P;
 55     NTT(ans, limit, -1);
 56     for(Rint i = deg;i < limit;i ++) ans[i] = 0;
 57 }
 58 int Ln[N];
 59 inline void get_Ln(int *A, int deg){
 60     static int tmp[N];
 61     poly_inv(A, deg);
 62     for(Rint i = 1;i < deg;i ++)
 63         tmp[i - 1] = (LL) i * A[i] % P;
 64     tmp[deg - 1] = 0;
 65     int limit = 1, L = -1;
 66     while(limit <= (deg << 1)){limit <<= 1; L ++;}
 67     for(Rint i = 1;i < limit;i ++)
 68         R[i] = (R[i >> 1] >> 1) | ((i & 1) << L);
 69     NTT(ans, limit, 1); NTT(tmp, limit, 1);
 70     for(Rint i = 0;i < limit;i ++) Ln[i] = (LL) ans[i] * tmp[i] % P;
 71     NTT(Ln, limit, -1);
 72     for(Rint i = deg + 1;i < limit;i ++) Ln[i] = 0;
 73     for(Rint i = deg;i;i --) Ln[i] = (LL) Ln[i - 1] * kasumi(i, P - 2) % P;
 74     for(Rint i = 0;i < limit;i ++) tmp[i] = ans[i] = 0;
 75     Ln[0] = 0;
 76 }
 77 int Exp[N];
 78 inline void get_Exp(int *A, int deg){
 79     if(deg == 1){
 80         Exp[0] = 1;
 81         return;
 82     }
 83     get_Exp(A, (deg + 1) >> 1);
 84     get_Ln(Exp, deg);
 85     for(Rint i = 0;i < deg;i ++) Ln[i] = (A[i] + (i == 0) - Ln[i] + P) % P;
 86     int limit = 1, L = -1;
 87     while(limit <= (deg << 1)){limit <<= 1; L ++;}
 88     for(Rint i = 1;i < limit;i ++)
 89         R[i] = (R[i >> 1] >> 1) | ((i & 1) << L);
 90     NTT(Exp, limit, 1); NTT(Ln, limit, 1);
 91     for(Rint i = 0;i < limit;i ++) Exp[i] = (LL) Exp[i] * Ln[i] % P;
 92     NTT(Exp, limit, -1);
 93     for(Rint i = deg;i < limit;i ++) Exp[i] = 0;
 94     for(Rint i = 0;i < limit;i ++) Ln[i] = ans[i] = 0;
 95 }
 96 int main(){
 97     scanf("%d%d", &n, &m);
 98     for(Rint i = 1;i <= n;i ++){
 99         int x;
100         scanf("%d", &x);
101         ++ cnt[x];
102     }
103     for(Rint i = 1;i <= m;i ++){
104         if(!cnt[i]) continue;
105         for(Rint j = i;j <= m;j += i)
106             A[j] = (A[j] + (LL) cnt[i] * kasumi(j / i, P - 2) % P) % P;
107     }
108     get_Exp(A, m + 1);
109     for(Rint i = 1;i <= m;i ++)
110         printf("%d\n", Exp[i]);
111 }
luogu4389

 

转载于:https://www.cnblogs.com/AThousandMoons/p/10524935.html

标题基于Python的自主学习系统后端设计与实现AI更换标题第1章引言介绍自主学习系统的研究背景、意义、现状以及本文的研究方法和创新点。1.1研究背景与意义阐述自主学习系统在教育技术领域的重要性和应用价值。1.2国内外研究现状分析国内外在自主学习系统后端技术方面的研究进展。1.3研究方法与创新点概述本文采用Python技术栈的设计方法和系统创新点。第2章相关理论与技术总结自主学习系统后端开发的相关理论和技术基础。2.1自主学习系统理论阐述自主学习系统的定义、特征和理论基础。2.2Python后端技术栈介绍DjangoFlask等Python后端框架及其适用场景。2.3数据库技术讨论关系型和非关系型数据库在系统中的应用方案。第3章系统设计与实现详细介绍自主学习系统后端的设计方案和实现过程。3.1系统架构设计提出基于微服务的系统架构设计方案。3.2核心模块设计详细说明用户管理、学习资源管理、进度跟踪等核心模块设计。3.3关键技术实现阐述个性化推荐算法、学习行为分析等关键技术的实现。第4章系统测试与评估对系统进行功能测试和性能评估。4.1测试环境与方法介绍测试环境配置和采用的测试方法。4.2功能测试结果展示各功能模块的测试结果和问题修复情况。4.3性能评估分析分析系统在高并发等场景下的性能表现。第5章结论与展望总结研究成果并提出未来改进方向。5.1研究结论概括系统设计的主要成果和技术创新。5.2未来展望指出系统局限性并提出后续优化方向。
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