P9554 「CROI · R1」浣熊的溪石

发布时间 2023-08-22 19:33:51作者: One_JuRuo

思路与分析

这道题乍一看还挺难的,但是如果把这个序列拆成两半就会容易一些。

首先,讨论一下序列长度 \(n\),如果 \(n\) 为偶数,就可以对半分开;如果是 \(n\) 奇数,就把中间那位单独拿出来,然后再对半分开。

我们称上面一部分为 \(a\) 序列,下面一部分为 \(b\) 序列。

需要注意的是,这里 \(b\) 序列的方向与总序列和 \(a\) 序列有点不同,如下图:

黑线的方向代表总序列的顺序,蓝线的方向代表 \(a\) 序列的顺序,红线的方向代表 \(b\) 序列的顺序。

我们可以发现如果 \(a\) 序列和 \(b\) 序列交换一下,总序列就相当于颠倒了一次,根据题意,这两个序列算相同的。

如果只关注 \(a\) 序列,不考虑其他的,总共有 \(M=(m+1)\times m^{\lfloor n/2\rfloor-1}\) 种可能。

我们来大概模拟一下过程:

  1. \(a\) 序列随机选一种,那么 \(b\) 序列共有 \(M\) 种取法。
  2. \(a\) 序列在剩下的情况中再随机选一种,那么 \(b\) 序列不能选择 \(a\) 序列上次选择的那个,否则就会和上一步的某个序列相同了(因为 \(a\) 的取法定然包含于第一步 \(b\) 的某个取值,如果 \(b\) 和第一步 \(a\) 一样,就等于总序列颠倒一次,算同种序列),所以共有 \(M-1\) 种取法。

\(\cdots\)

我们发现如果只考虑 \(a\) 序列和 \(b\) 序列的话,共有 \(\frac{M\times (M+1)}{2}\) 种情况,如果 \(n\) 为奇数,那就再乘上 \(m\) 就好了,因为单独的中间格子无论怎么取都不会有影响。

所以整个过程就会变得非常简单,先求出 \(M\) 然后再算一遍 \(\frac{M\times (M+1)}{2}\),再判断个特殊情况。

优化还是懒?

只是,我们发现过程种有个除以 \(2\) 的过程,再取模的情况下,我们需要求逆元,但是我实在是太懒了,懒得写拓欧,所以我就想了个取巧的偷懒方法。

因为 \((m+1)\)\(m\) 中必定有一个是偶数,所以我们先在取模前就除以个 \(2\)。也就是说求 \(M\) 时,我们先除以 \(2\) 得到 \(N=\frac{M}{2}=\frac{m\times (m+1)}{2} \times m^{\lfloor n/2\rfloor-2}\)

然后再算 \(N\times (2\times N+1)\)

这样就不需要拓展欧几里得求逆元了,当然,\(n\) 比较小的时候就需要特判了。

AC 代码

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const unsigned long long mod=998244353;//当时不知道为什么,复制模数的时候复制了两边,后面才发现,索性就全开unsigned long long了
unsigned long long T,n,m,a;
unsigned long long qsm(unsigned long long a,unsigned long long b)//快速幂
{
	unsigned long long ans=1;
	while(b)
	{
		if(b&1) ans=a*ans%mod;
		a=a*a%mod,b>>=1;
	}
	return ans;
}
int main()
{
	scanf("%llu",&T);
	while(T--)
	{
		scanf("%llu%llu",&n,&m);
		if(n==1) printf("%llu\n",(m+2)%mod);//特判,这个最简单了,我觉得不需要讲
		else if(n==2) printf("%llu\n",(m+2)*(m+1)/2%mod);
		else if(n==3) printf("%llu\n",(m+2)*(m+1)/2%mod*m);//把n比较小的特判了
		else if(n%2==0) a=(m+1)*m/2%mod*qsm(m,n/2-2)%mod,a=(2*a%mod+1)*a%mod,printf("%llu\n",a%mod);//n为偶数的情况
		else a=(m+1)*m/2%mod*qsm(m,n/2-2)%mod,a=(2*a%mod+1)*a%mod,printf("%llu\n",a*m%mod);//n为奇数的情况,要多乘以一个m
	}
	return 0;
}

P.S.偷懒是第一生产力(doge