BZOJ.2339.[HNOI2011]卡农(思路 DP 组合 容斥)

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\(Description\)

  有\(n\)个数,用其中的某些数构成集合,求构造出\(m\)个互不相同且非空的集合(\(m\)个集合无序),并满足每个数总共出现的次数为偶数的方案数。

\(Solution\)

  为简化问题,将无序转为有序,只需在最后除以\(m!\)即可。
  设\(f[i]\)表示构造前\(i\)个集合并满足条件的方案数。
  每个数出现次数为偶数,所以如果前\(i-1\)个集合确定,第\(i\)个集合也可以确定。这样对于\(i\)\(A_{2^n-1}^{i-1}\)种方案,即从所有非空集合中确定\(i-1\)个集合。
  但是会有非法情况,比如这样得到的第\(i\)个集合为空,那么说明前\(i-1\)个集合已经满足条件,这样的方案数是\(f[i-1]\),减掉。
  也有可能得到的第\(i\)个集合与之前某个集合\(j\)重复,那么去掉\(i,j\)后得到的会是合法方案,即\(f[i-2]\),而第\(i/j\)个集合的选取有\(2^n-1-(i-2)\)种可能,\(j\)集合的位置有\(i-1\)种可能,所以减去\(f[i-2]*(i-1)*[2^n-1-(i-2)]\)
  这样所有限制都处理完了。
  递推式:\(f[i]=A_{2^n-1}^{i-1}-f[i-1]-f[i-2]*(i-1)*[2^n-1-(i-2)]\)

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#include <cstdio>
#include <algorithm>
#define P (100000007)
#define Mul(a,b) (1ll*(a)*(b)%P)
#define Sub(a,b) (a<b ? (a)-(b)+P : (a)-(b))//()!
const int N=1e6+5;

int n,m,f[N];

inline int FP(int x,int k)
{
    int t=1;
    for(; k; k>>=1, x=Mul(x,x))
        if(k&1) t=Mul(t,x);
    return t;
}

int main()
{
    scanf("%d%d",&n,&m);
    int pw2=FP(2,n)-1;//if(!pw2) pw2=P-1; else --pw2;

    f[0]=1, f[1]=0;
    for(int i=2,Alas=pw2; i<=m; ++i)
    {
        f[i]=(Alas-f[i-1]+P-1ll*f[i-2]*(i-1)%P*Sub(pw2,i-2)%P+P)%P;
        Alas=Mul(Alas, Sub(pw2+1,i));//别去用数组存A[]了。。
    }
    int inv=1;
    for(int i=2; i<=m; ++i) inv=Mul(inv,i);
    inv=FP(inv,P-2);
    printf("%lld",Mul(f[m],inv));

    return 0;
}

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