北京师范大学第十六届程序设计竞赛决赛-重现赛-B题

一、题目链接

  https://www.nowcoder.com/acm/contest/117/B

二、题意

  给定一组序列$a_1,a_2,\cdots,a_n$,表示初始序列$b_1,b_2,\cdots,b_n$经过$k$次变换得到的序列,让你输出输出序列$b_1,b_2,\dots,b_n$。

变换的规则是:
  在每一轮中,把$b_i$加到$b_{i+1}$上($1 \le i < n$),同时对$10^9+7$取模。做$k$轮。最后得到$a_1,a_2,\cdots,a_n$。

 三、思路

  列出计算步骤,得到如下表格:

$k$ $b_1$ $b_2$ $b_3$ $\cdots$ $b_n$
$1$ $b_1$  $b_1+b_2$   $b_1+b_2+b_3$ $\cdots$  $\sum\limits_{i=1}^{n}b_i$ 
$2$   $b_1$  $2*b_1+b_2$ $3*b_1+2*b_2+b_3$  $\cdots$  上一行的和 
$3$   $b_1$ $3*b_1+b_2$  $6*b_1+3*b_2+b_3$  $\cdots$  上一行的和 
 $\cdots$   $\cdots$   $\cdots$   $\cdots$   $\cdots$  $\cdots$ 

  拿$b_i$来找规律。可以发现,它的多项式系数与$k$的关系。从大到小的系数为如下表格:

$j=1$ $1$ $2$ $3$ $6$ $\cdots$ $k$
$j=2$ $1$ $3$ $6$ $10$ $\cdots$ $\frac{(1+k)*k}{2}$
$j=3$ $1$ $4$ $10$ $20$ $\cdots$ $\cdots$
$\cdots$ $\cdots$ $\cdots$ $\cdots$ $\cdots$ $\cdots$ $\cdots$
$j=n$ $\cdots$ $\cdots$ $\cdots$ $\cdots$ $\cdots$ $\cdots$

  其中,$j$为到$i$的距离,且$j<i$。然后,把它转化成如下表格:

$j=1$ $C_1^1$ $C_2^1$ $C_3^1$ $C_4^1$ $\cdots$ $C_k^1$
$j=2$ $C_2^2$ $C_3^2$ $C_4^2$ $C_5^2$ $\cdots$ $C_{k+1}^2$
$j=3$ $C_3^3$ $C_4^3$ $C_5^3$ $C_6^3$ $\cdots$ $C_{k+2}^3$
$\cdots$ $\cdots$ $\cdots$ $\cdots$ $\cdots$ $\cdots$ $\cdots$
$j=n$ $C_n^n$ $C_{n+1}^n$ $C_{n+2}^n$ $C_{n+3}^n$ $\cdots$ $C_{k+n-1}^n$

  有了上述表格后,用lucas定理求出最后一列,时间复杂度$O(N^2*log(10^9+7))$,再$O(N^2)$复杂度求出每一项的初始值$b_i$即可。所以,总的复杂度为$O(T*N^2*log(10^9+7))$。

  注意,这题卡常卡的很厉害,需要对$k$分情况处理。如果$k$较小,$k \le 1000$,直接暴力。否则,用算法。

  另外,还要注意$k=0$的情况。

  求$C_n^m$,用的是这个式子:$C_n^m=\frac{n!}{(n-m)!*m!}=\frac{A_n^m}{m!}=\prod\limits_{i=1}^{m}\frac{n-m+i}{i}$

四、代码

/*---------------------template head-----------------------------*/
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define pb(x) push_back(x)
#define mk(x, y) make_pair(x, y)
#define pln() putchar('\n')
#define cln() (cout << '\n')
#define fst first
#define snd second
#define MOD 1000000007LL
typedef long long LL;
typedef pair<int, int> PII;
typedef pair<LL, LL> PLL;
;

template <class T> inline void read(T &x) {
    int t;
    bool flag = false;
    ')) ;
    ';
     + t - ';
    if(flag) x = -x;
}

template<class T> T gcd(T a, T b) {
    return b ? gcd(b, a % b) : a;
}
/*---------------------template head-----------------------------*/

LL quick_mod(LL a, LL b, LL p) {
    LL ans = ;
    a %= p;
    while(b) {
        )ans = ans * a % p;
        a = a * a % p;
        b >>= ;
    }
    return ans % p;
}

LL C(LL n, LL m, LL p) {
    ;
    LL ans = ;
    ; i <= m; i++) {
        LL a = (n + i - m) % p;
        LL b = i % p;
        ans = ans * (a * quick_mod(b, p - , p) % p) % p;
    }
    return ans % p;
}

LL lucas(LL n, LL m, LL p) {
    ) ;
    return C(n % p, m % p, p) * lucas(n / p, m / p, p) % p;
}

LL NN, K, a[MAXN], ans[MAXN], cc[MAXN], buf[MAXN];
int main() {
    //freopen("input.txt", "r", stdin);
//    freopen("output.txt", "w", stdout);
    int T;
    for(scanf("%d", &T); T--;) {
        read(NN), read(K);
        ; i <= NN; ++i)read(a[i]);
        )memcpy(ans + , a + , ]) * NN);
        ) {
            ans[] = a[];
            memcpy(buf + , a + , ]) * NN);
            ; i < K; ++i) {
                ; j <= NN; ++j) {
                    ans[j] = (buf[j] - buf[j - ] + MOD) % MOD;
                    ans[j] = (ans[j] + MOD) % MOD;
                }
                memcpy(buf + , ans + , ]) * NN);
            }
        }
        else {
            ; i <= NN; ++i)cc[i] = lucas(K + i - , i, MOD) % MOD;
            ans[] = a[];
            ; i <= NN; ++i) {
                LL sum = ;
                , p = i - ; p >= ; j++, p--) {
                    sum = (sum + cc[j] * ans[p]) % MOD;
                }
                ans[i] = (a[i] - sum + MOD) % MOD;
                ans[i] = (ans[i] + MOD) % MOD;
            }
        }
        ; i <= NN; ++i)printf("%lld%c", ans[i], i == NN ? '\n' : ' ');
    }
    ;
}
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