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BZOJ 3625 小朋友和二叉樹(生成函式+FFT)

Description

我們的小朋友很喜歡電腦科學,而且尤其喜歡二叉樹。
考慮一個含有n個互異正整數的序列c[1],c[2],...,c[n]。如果一棵帶點權的有根二叉樹滿足其所有頂點的權值都在集合{c[1],c[2],...,c[n]}中,我們的小朋友就會將其稱作神犇的。並且他認為,一棵帶點權的樹的權值,是其所有頂點權值的總和。
給出一個整數m,你能對於任意的s(1sm)計算出權值為s的神犇二叉樹的個數嗎?請參照樣例以更好的理解什麼樣的兩棵二叉樹會被視為不同的。
我們只需要知道答案關於998244353(717223+1,一個質數)取模後的值。

Input

第一行有2個整數n

,m(1n105;1m105)
第二行有n個用空格隔開的互異的整數c[1],c[2],...,c[n](1c[i]105)

Output

輸出m行,每行有一個整數。第i行應當含有權值恰為i的神犇二叉樹的總數。請輸出答案關於998244353取模後的結果。

Sample Input

樣例一:

2 3

1 2

樣例二:

3 10

9 4 3

樣例三:

5 10

13 10 6 4 15

Sample Output

樣例一:

1

3

9

樣例二:

0

0

1

1

0

2

4

2

6

15

樣例三:

0

0

0

1

0

1

0

2

0

5

Solution

設每個點權值的生成函式A(x),設樹的生成函式為F(x)

考慮有兒子節點和無兒子節點有方程F(x)=A(x)F2(x)+1,解此二次方程得F(x)=1±14A(x)2A(x)

注意到14A(x)開根常數項為1,而A(x)中沒有常數項,故只有將常數項消掉才可以做除法

即解為F(x)=114A(x)2A(x),做多項式開根和逆元即可

Code

#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#include<cmath>
#include<vector> #include<queue> #include<map> #include<set> #include<ctime> using namespace std; typedef long long ll; #define maxn 100005 #define maxfft 262144+5 #define mod 998244353 const double pi=acos(-1.0); struct cp { double a,b; cp operator +(const cp &o)const {return (cp){a+o.a,b+o.b};} cp operator -(const cp &o)const {return (cp){a-o.a,b-o.b};} cp operator *(const cp &o)const {return (cp){a*o.a-b*o.b,b*o.a+a*o.b};} cp operator *(const double &o)const {return (cp){a*o,b*o};} cp operator !() const{return (cp){a,-b};} }w[maxfft]; int pos[maxfft]; void fft_init(int len) { int j=0; while((1<<j)<len)j++; j--; for(int i=0;i<len;i++) pos[i]=pos[i>>1]>>1|((i&1)<<j); } void fft(cp *x,int len,int sta) { for(int i=0;i<len;i++) if(i<pos[i])swap(x[i],x[pos[i]]); w[0]=(cp){1,0}; for(unsigned i=2;i<=len;i<<=1) { cp g=(cp){cos(2*pi/i),sin(2*pi/i)*sta}; for(int j=i>>1;j>=0;j-=2)w[j]=w[j>>1]; for(int j=1;j<i>>1;j+=2)w[j]=w[j-1]*g; for(int j=0;j<len;j+=i) { cp *a=x+j,*b=a+(i>>1); for(int l=0;l<i>>1;l++) { cp o=b[l]*w[l]; b[l]=a[l]-o; a[l]=a[l]+o; } } } if(sta==-1)for(int i=0;i<len;i++)x[i].a/=len,x[i].b/=len; } cp x[maxfft],y[maxfft],z[maxfft]; int temp[maxfft]; void FFT(int *a,int *b,int n,int m,int *c) { if(n<=100&&m<=100||min(n,m)<=5) { for(int i=0;i<n+m-1;i++)temp[i]=0; for(int i=0;i<n;i++) for(int j=0;j<m;j++) { temp[i+j]+=(ll)a[i]*b[j]%mod; if(temp[i+j]>=mod)temp[i+j]-=mod; } for(int i=0;i<n+m-1;i++)c[i]=temp[i]; return ; } int len=1; while(len<n+m)len<<=1; fft_init(len); for(int i=0;i<len;i++) { int aa=i<n?a[i]:0,bb=i<m?b[i]:0; x[i]=(cp){(aa>>15),(aa&32767)},y[i]=(cp){(bb>>15),(bb&32767)}; } fft(x,len,1),fft(y,len,1); for(int i=0;i<len;i++) { int j=len-1&len-i; z[i]=((x[i]+!x[j])*(y[i]-!y[j])+(x[i]-!x[j])*(y[i]+!y[j]))*(cp){0,-0.25}; } fft(z,len,-1); for(int i=0;i<n+m-1;i++) { ll ta=(ll)(z[i].a+0.5)%mod; ta=(ta<<15)%mod; c[i]=ta; } for(int i=0;i<len;i++) { int j=len-1&len-i; z[i]=(x[i]-!x[j])*(y[i]-!y[j])*(cp){-0.25,0}+(x[i]+!x[j])*(y[i]+!y[j])*(cp){0,0.25}; } fft(z,len,-1); for(int i=0;i<n+m-1;i++) { ll ta=(ll)(z[i].a+0.5)%mod,tb=(ll)(z[i].b+0.5)%mod; ta=(ta+(tb<<30))%mod; c[i]=(c[i]+ta)%mod; } } int inv[maxn]; void init(int n=100001) { inv[1]=1; for(int i=2;i<=n;i++)inv[i]=mod-(ll)(mod/i)*inv[mod%i]%mod; } int temp1[maxfft],temp2[maxfft],temp3[maxfft],temp4[maxfft]; void Poly_Inv(int *poly,int n,int *ans) { ans[0]=inv[poly[0]]; for(int i=2;i<=n;i<<=1) { FFT(poly,ans,i,i/2,temp1); FFT(ans,temp1+i/2,i/2,i/2,temp1); for(int j=0;j<i/2;j++)ans[j+i/2]=temp1[j]==0?0:mod-temp1[j]; } } void Poly_Log(int *poly,int n,int *ans) { Poly_Inv(poly,n,temp2); for(int i=0;i<n-1;i++)ans[i]=(ll)poly[i+1]*(i+1)%mod; FFT(ans,temp2,n-1,n,ans); for(int i=n-1;i>0;i--)ans[i]=(ll)ans[i-1]*inv[i]%mod; ans[0]=0; } void Poly_Exp(int *poly,int n,int *ans) { if(n==1) { ans[0]=1; return ; } Poly_Exp(poly,n/2,ans); Poly_Log(ans,n,temp3); for(int i=0;i<n;i++) { temp3[i]=poly[i]-temp3[i]; if(temp3[i]<0)temp3[i]+=mod; } temp3[0]++; if(temp3[0]==mod)temp3[0]=0; FFT(ans,temp3,n,n,ans); for(int i=n;i<2*n;i++)ans[i]=0; } void Poly_Root(int *poly,int n,int *ans) { ans[0]=1; for(int i=2;i<=n;i<<=1) { Poly_Inv(ans,i,temp4); FFT(ans,ans,i/2,i/2,ans); for(int j=0;j<i;j++)ans[j]=(ll)(ans[j]+poly[j])*inv[2]%mod; FFT(ans,temp4,i,i,ans); for(int j=i;j<2*i;j++)ans[j]=0; } } int n,m,A[maxfft],B[maxfft]; int main() { init(); while(~scanf("%d%d",&n,&m)) { memset(A,0,sizeof(A)); for(int i=1;i<=n;i++) { int temp; scanf("%d",&temp); A[temp]=mod-4; } int len=1; while(len<m+1)len<<=1; A[0]=1; Poly_Root(A,len,B); for(int i=1;i<=m;i++)B[i]=(ll)B[i]*inv[2]%mod; Poly_Inv(B,len,A); for(int i=1;i<=m;i++)printf("%d\n",A[i]); } return 0; }