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AGC034F RNG and XOR

原題
翻譯


正解

思考的時候沒有得到除了高斯消元以外的思路……
原來是一道板子題……

\(p_i\)為選\(i\)的概率,\(e_i\)\(i\)第一次變成\(0\)的期望步數(顯然和\(0\)第一次變成\(i\)一樣)
顯然可以列出式子:
\(e_i=1+\sum p_je_{i\bigoplus j}\)
\(e_0=0\)

用集合冪級數來表示\(e\)\(p\),分別記為\(E\)\(P\)
乘法定義為異或運算。
於是有\(E+c=I+P*E\)
\(I\)表示全部位置都是\(1\)的集合冪級數。
\(c\)是用來修正\(E_0\)的常數。

“集合冪級數”只是個高大上的名詞……
類似於多項式,一個集合冪級數表示成這個樣子:\(F=\sum a_ix^i\)


和多項式不同的是,這裡按照需要定義了\(x^a*x^b\)的結果。比如,如果乘法定義為異或,那麼\(x^a*x^b=x^{a \bigoplus b}\)

\(S(F)\)表示\(\sum F_i\)
於是有\(S(E)+c=2^n+S(P)S(E)\)

\(S(P*E)=S(P)S(E)\)
因為\(P\)中每個數和\(E\)中每個數都可以做出貢獻。

由於\(S(P)=1\),所以\(c=2^n\)
所以\(E+2^n=I+P*E\)
移項得\(2^n-I=(P-1)*E\)
\(FWT\)\(FWT(2^n-I)=FWT(P-1)FWT(E)\)
考慮計算\(FWT(E)_i\)

。可以只有\(i=0\)\(FWT(P-1)=0\)
\(i>0\)時就暴力算出,\(i=0\)時根據\(E_0=0\)手玩出\(FWT(E)_0\)的取值。

算出\(FWT(E)\)之後\(IFWT\)回去即可。


程式碼

using namespace std;
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#define N 18
#define ll long long
#define mo 998244353
ll qpow(ll x,int y=mo-2){
	ll r=1;
	for (;y;y>>=1,x=x*x%mo)
		if (y&1)
			r=r*x%mo;
	return r;
}
int n;
int a[1<<N],p[1<<N],e[1<<N],f[1<<N];
void fwt(int F[]){
	for (int i=1;i<1<<n;i<<=1)
		for (int j=0;j<1<<n;j+=i<<1)
			for (int k=j;k<j+i;++k){
				int x=F[k],y=F[k+i];
				F[k]=(x+y)%mo;
				F[k+i]=(x-y+mo)%mo;
			}
}
int main(){
	scanf("%d",&n);
	ll sum=0;
	for (int i=0;i<1<<n;++i)
		scanf("%d",&a[i]),sum+=a[i];
	sum=qpow(sum);
	for (int i=0;i<1<<n;++i)
		p[i]=a[i]*sum%mo;
	
	for (int i=0;i<1<<n;++i)
		f[i]=-1+mo;
	(f[0]+=1<<n)%=mo;
	fwt(f);
	(p[0]=p[0]-1+mo)%=mo;
	fwt(p);
	
	sum=0;
	for (int i=1;i<1<<n;++i){
		e[i]=(ll)f[i]*qpow(p[i])%mo;
		sum+=e[i];
	}
	e[0]=(mo-sum%mo)%mo;
	fwt(e);
	ll inv=qpow(1<<n);
	for (int i=0;i<1<<n;++i)
		e[i]=e[i]*inv%mo;
	for (int i=0;i<1<<n;++i)
		printf("%d\n",e[i]);
	return 0;
}