[BZOJ3811]玛里苟斯
题目
传送门 to usOJ
题目概要
对于可重集合 SSS ,设其元素个数为 nnn ,显然它有 2n2^n2n 个子集。定义集合的权值为其中元素的异或和,求子集的权值的 kkk 次方的期望。即:∑s⊆Sf(s)k2n\frac{\sum_{s\subseteq S}f(s)^k}{2^n}2n∑s⊆Sf(s)k 的值,f(s)f(s)f(s) 是集合内元素的异或和。
数据范围与约定
n≤105,k≤5n\le 10^5,k\le 5n≤105,k≤5 。
思路
FBLWARNING:我将试着使用奇怪的文风去论述这个问题。\bf{FBL\;\;WARNING}:我将试着使用奇怪的文风去论述这个问题。FBLWARNING:我将试着使用奇怪的文风去论述这个问题。
刚看一眼,就被这道题给吓住了,nnn 很大,kkk 却小的可怜,555 站在 10510^5105 旁边,显得毫不起眼。但我们不着眼于出题人的区别对待,我们要拯救每一个 kkk ,让世界重新充满爱。
- k=1k=1k=1 的时候,这道题变得平淡无奇,味同嚼蜡。所有的 fff 中,有一半都满足第 iii 位是一个 111 ,只要 SSS 中存在一个数字可以提供这个 111 。这是因为,这个数字是否出现,这件事不影响别人,它只负责自己的选择,就像 zxyzxyzxy 默默的 AKAKAK 。若夫它看到是 000 ,它便义无反顾地将自己融入整个群体;至若此值已经为 111 ,它不会出现在人们的视野中,好像从未出现过,又好像一直都在。
- k=2k=2k=2 的时候,我们要做的是一个平方的选择。两个元素,虽然不在一个括号中,但是二人的心却在一起,这就是平方的真谛。二者何人?枚举则知。不是所有人都能够相遇,就像人生总会有很多遗憾。如果二者可以被独立抉择——存在一个数字,在第 iii 位为 111 而第 jjj 位为 000 ——那么二人是不容易遇到的,只有 12×12=14\frac{1}{2}\times\frac{1}{2}=\frac{1}{4}21×21=41 。如果不是独立抉择,就会翻倍,得到 12\frac{1}{2}21 了。
- k≥3k\ge 3k≥3 的时候,我们终于可以大展拳脚了。我们有很多方法。我们可以利用答案小于 2632^{63}263 的特点,直接猜到 a≤222a\le 2^{22}a≤222 次方,求出线性基,然后暴力枚举。我们也可以继续学习 k=2k=2k=2 的方案。
我改悔了。
对于 k=2k=2k=2 ,我们拆位,将一个数字拆成很多个 222 的幂之和。然后平方就是选两个二进制位呗。
假设最大的一个二进制位是 2x2^x2x ,那么至少有一半的异或和不小于 2x2^x2x ,与 k=1k=1k=1 的情况类似。
所以答案至少有 12⋅(2x)k<263\frac{1}{2}\cdot(2^x)^k<2^{63}21⋅(2x)k<263 ,可以解出 x<64kx<\frac{64}{k}x<k64 ,然后就没了。
作乘法可能会爆 unsignedlonglongunsigned\;long\;longunsignedlonglong ,稍微打的骚一点就好了。
代码
// 湘妹儿,永远滴神!
#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
typedef unsigned long long int_;
int_ readint(){int_ x; scanf("%llu",&x);return x; // cin就能兼容了[滑稽]
}int_ d[100];
void insert(int_ x){for(int i=63; i>=0&&x; --i)if(x>>i&1){if(d[i] == 0)d[i] = x;x ^= d[i];}
}int n, k, cnt; // 分母是pow(2,cnt)
int_ zheng, xiao; // 整数与小数
void dfs(int t,int_ now){if(t == -1){int_ res = 1; // 加入res*nowfor(int i=1; i<k; ++i)res *= now;int_ yu = res%(1<<cnt);res = res/(1<<cnt);// 变成了res*(1<<cnt)+yuzheng += res*now;xiao += yu*now;zheng += xiao/(1<<cnt);xiao = xiao%(1<<cnt);return ;}if(d[t]) dfs(t-1,now);dfs(t-1,now^d[t]);
}
int main(){n = readint(), k = readint();for(int i=0; i<n; ++i)insert(readint());int_ all = 0;for(int i=63; i>=0; --i)all |= d[i];if(k == 1){cnt = 1;zheng = all>>1;xiao = all&1;}if(k == 2){cnt = 2;for(int i=32; i>=0; --i)if(all>>i&1)for(int j=32; j>=0; --j)if(all>>j&1){bool apart = false;for(int o=32; o>=0; --o)if((d[o]>>i&1)^(d[o]>>j&1)){ apart = true; break; }int mom = (apart ? 1 : 0)+1;if(i+j >= mom)zheng += (1ull<<(i+j-mom));elsexiao += 1ull<<(i+j+cnt-mom);// 为了让分母pow(2,mom->cnt)zheng += xiao/(1<<cnt);xiao = xiao%(1<<cnt);}}if(k >= 3){for(int i=0; i<=63; ++i)if(d[i] > 0) ++ cnt;dfs(63,0);}printf("%llu",zheng);if(xiao) putchar('.');while(xiao *= 10){printf("%llu",xiao/(1<<cnt));xiao %= (1<<cnt);}return 0;
}
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