从入门到入土——组合数学

杨辉三角

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
int num[1000][1000];///num[i][j]中存储的就是Ci,j 
int main()
{
	int n,m;
	cin>>n>>m;
	num[0][0]=num[1][0]=num[1][1]=1;
	for(int i=2;i<1000;i++)/// 把前1000个打表 因为能开的二维数组大小有限 所以只能就到1000的量级 
	{
		num[i][0]=1;
		for(int j=1;j<=i-1;j++)
		{
			num[i][j]=num[i-1][j-1]+num[i-1][j];
		}
		num[i][i]=1;
	}

	cout<<num[n][m]<<endl;

	return 0;
 }

卡特兰数

http://lanqi.org/skills/10939/

斯特林数

https://blog.csdn.net/qq_39565901/article/details/86671756

第一类斯特林数

第二类斯特林数

卢卡斯定理

https://blog.csdn.net/qq_40744093/article/details/88294340

卢卡斯定理

求解Cmn%P ,m,n较大,p为素数

#include<iostream>
using namespace std;
typedef long long LL;
const LL N=1e5+2;
LL a[N];
void init(LL p)
{
	a[1]=1;
	for(int i=2;i<=p;++i)a[i]=a[i-1]*i%p;
}
void exgcd(LL a,LL b,LL &x,LL &y)
{
	if(!b){
		x=1;
		y=0;
		return;
	}
	exgcd(b,a%b,y,x);
	y-=a/b*x;
}
LL ksm(LL x,LL n,LL mod)
{
	LL ans=1;
	while(n){
		if(n&1)ans=ans*x%mod;
		n>>=1;
		x=x*x%mod;
	}
	return ans;
}
LL C(LL n,LL m,LL p)
{
	if(n==m||m==0)return 1;
	if(n<m)return 0;
	if(m*2>n)m=n-m;						  /*C(n,m)=c(n,n-m)*/
	return a[n]*ksm(a[m]*a[n-m],p-2,p)%p; /*求(a[m]*a[n-m])在(mod p)意义下的乘法逆元*/
										  /*拓展欧几里得与费马小定理均可*/ 
	/*LL x,y;
	exgcd(a[m]*a[n-m],p,x,y);
	return (a[n]*x%p+p)%p;*/ 
}
LL lucas(LL n,LL m,LL p)
{
	if(!m)return 1;
	return lucas(n/p,m/p,p)*C(n%p,m%p,p)%p;
}
int main()
{
	ios::sync_with_stdio(false);
	LL T,n,m,p;
	cin>>T;
	while(T--){
		cin>>n>>m>>p;
		init(p);
		cout<<lucas(n+m,m,p)<<endl;
	}
	return 0;
}

扩展卢卡斯定理

求解Cnm%P ,m,n较大,p不为素数

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long LL;
const LL N=1e5+9;
LL A[N],M[N];
LL ksm(LL x,LL n,LL mod)
{
	LL ans=1;
	while(n){
		if(n&1)ans=ans*x%mod;
		n>>=1,x=x*x%mod;
	}
	return ans;
}
void exgcd(LL a,LL b,LL &x,LL &y)
{
	if(!b)x=1,y=0;
	else exgcd(b,a%b,y,x),y-=a/b*x;
}
LL inv(LL a,LL p)
{
	LL x,y;
	exgcd(a,p,x,y);
	return (x+p)%p?x:x+p;
}
LL get(LL n,LL pi,LL p)									/*求(与pi互素后的n!)%M[i]*/ 
{
	if(!n)return 1;
	LL ans=1;
	if(n/p){											/*判断有无循环节 */ 
		for(LL i=2;i<=p;++i)if(i%pi)ans=ans*i%p;
		ans=ksm(ans,n/p,p);
	}
	for(LL i=2;i<=n%p;++i)if(i%pi)ans=ans*i%p;			/*循环节剩余部分*/ 
	return ans*get(n/pi,pi,p)%p;
}
LL exlucas(LL n,LL m,LL pi,LL p)						/*求A[i]*/ 
{
	LL nn=get(n,pi,p);									/*求(与pi互素后的n)%M[i]*/ 
	LL mm=get(m,pi,p);									/*求(m!与pi互素后的m!)%M[i]*/ 
	LL nm=get(n-m,pi,p);								/*求(与pi互素后的(n-m)!)%M[i]*/ 
	LL k=0;												/*含质因数pi的数量*/ 
	for(LL i=n;i;i/=pi)k+=i/pi;
	for(LL i=m;i;i/=pi)k-=i/pi;
	for(LL i=n-m;i;i/=pi)k-=i/pi;
	return nn*inv(mm,p)*inv(nm,p)*ksm(pi,k,p)%p;
}
LL crt(LL len,LL Lcm)
{
	LL ans=0;
	for(LL i=1;i<=len;++i){
		LL Mi=Lcm/M[i];
		ans=((ans+A[i]*inv(Mi,M[i])*Mi)%Lcm+Lcm)%Lcm;
	}
	return ans;
}
int main()
{
	ios::sync_with_stdio(false);
	LL n,m,P,num;
	while(cin>>n>>m>>P){
		if(n<m){
			cout<<0<<endl;
			continue;
		}
		num=0;
		memset(A,0,sizeof(A));
		memset(M,0,sizeof(M));
		for(LL x=P,i=2;i<=P;++i)
			if(x%i==0){
				M[++num]=1;
				while(x%i==0){
					M[num]*=i;
					x/=i;
				}
				A[num]=exlucas(n,m,i,M[num])%P;
			} 
		cout<<crt(num,P)<<endl;
	}
	return 0;
}

生成函数

09年毛杰明论文
收益匪浅
tnbl
有时间写总结

快速傅里叶变换(FFT)

https://blog.csdn.net/zxn0803/article/details/51361111

卷积

求值与插值

拉格朗日插值

https://blog.csdn.net/qq_35649707/article/details/78018944

离散傅里叶变换(DFT)

IDFT

FFT

求多项式乘法


#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <math.h>
using namespace std;
 
const double PI = acos(-1.0);
//复数结构体
struct Complex{
    double x,y;   //实部和虚部, x+yi
    Complex(double _x=0.0,double _y=0.0){
        x=_x,y=_y;
    }
    Complex operator - (const Complex &b)const{
        return Complex(x-b.x,y-b.y);
    }
    Complex operator + (const Complex &b)const{
        return Complex(x+b.x,y+b.y);
    }
    Complex operator * (const Complex &b)const{
        return Complex(x*b.x-y*b.y,x*b.y+y*b.x);
    }
};
 
/*
 * 进行FFT和IFFT前的反转变换。
 * 位置i和 (i二进制反转后位置)互换
 * len必须去2的幂
 */
void change(Complex y[],int len)
{
    int i,j,k;
    for(i = 1, j = len/2;i < len-1; i++)
    {
        if(i < j)swap(y[i],y[j]);
        //交换互为小标反转的元素,i<j保证交换一次
        //i做正常的+1,j左反转类型的+1,始终保持i和j是反转的
        k = len/2;
        while( j >= k)
        {
            j -= k;
            k /= 2;
        }
        if(j < k) j += k;
    }
}
/*
 * 做FFT
 * len必须为2^k形式,
 * on==1时是DFT,on==-1时是IDFT
 */
void fft(Complex y[],int len,int on)
{
    change(y,len);
    for(int h = 2; h <= len; h <<= 1)
    {
        Complex wn(cos(-on*2*PI/h),sin(-on*2*PI/h));
        for(int j = 0;j < len;j+=h)
        {
            Complex w(1,0);
            for(int k = j;k < j+h/2;k++)
            {
                Complex u = y[k];
                Complex t = w*y[k+h/2];
                y[k] = u+t;
                y[k+h/2] = u-t;
                w = w*wn;
            }
        }
    }
    if(on == -1)
        for(int i = 0;i < len;i++)
            y[i].x /= len;
}
const int MAXN = 4000010;
Complex x1[MAXN],x2[MAXN];
char str1[MAXN/2],str2[MAXN/2];
int sum[MAXN];
int main()
{
    int n,m,x;
    while(scanf("%d%d",&n,&m)!=EOF)
    {
        int len = 1;
        while(len < n*2 || len < m*2)len<<=1;
 
        for(int i = 0;i < n+1;i++){
            scanf("%d",&x);
            x1[i] = Complex(x,0);
        }
        for(int i = n+1;i < len;i++)
            x1[i] = Complex(0,0);
 
        for(int i = 0;i < m+1;i++){
            scanf("%d",&x);
            x2[i] = Complex(x,0);
        }
        for(int i = m+1;i < len;i++)
            x2[i] = Complex(0,0);
        //求DFT
        fft(x1,len,1);
        fft(x2,len,1);
        for(int i = 0;i < len;i++)
            x1[i] = x1[i]*x2[i];
        fft(x1,len,-1);
        for(int i = 0;i < len;i++)
            sum[i] = (int)(x1[i].x+0.5);
        for(int i=0;i<n+m+1;i++)
            printf("%d%c",sum[i],(i==n+m)?'\n':' ');
    }
    return 0;
}

快速沃尔什变换(FWT)

待学
https://www.cnblogs.com/ACMLCZH/p/8022502.html

快速数论变换

待学
https://blog.csdn.net/As_A_Kid/article/details/80503140

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