【CF1601F】Two Sorts（Meet in Middle）
- 定義 \(a_{1\sim n}\) 為將 \(1\sim n\) 按字典序從小到大排序後的結果，求 \((\sum_{i=1}^n(i-a_i)\ \operatorname{mod}\ 998244353)\ \operatorname{mod}\ 10^9+7\)。
- \(1\le n\le10^{12}\)
題意轉化
這題的求和中有兩種不同的取模，看起來非常麻煩。
考慮取模的一個經典轉化，即 \(x\ \operatorname{mod}\ y=x-\lfloor\frac xy\rfloor\times y\)。
所以原式可以寫成：\((\sum_{i=1}^ni-a_i-\lfloor\frac{i-a_i}{998244353}\rfloor\times998244353)\ \operatorname{mod}\ 10^9+7\)
發現 \(\sum i-a_i=0\)，所以要求的就是 \(\sum_{i=1}^n\lfloor\frac{i-a_i}{998244353}\rfloor\)。
Meet in Middle
考慮 Meet in Middle，列舉最高的 \(6\) 位，則最高 \(6\) 位為列舉值的數肯定在 \(a\) 中是連續的一段。
對於一個長度為 \(6+l\)、較低位在所有可能的較低位中字典序排名為 \(rk\) 的數 \(y\)，假設前 \(6\) 位數為 \(x\)、前 \(6\) 位小於 \(x\) 的數共有 \(ct\) 個，則它產生的貢獻應該是 \(\lfloor\frac{(ct+rk)-(x10^l+y)}{998244353}\rfloor\)
形如 \(\lfloor\frac{A+B}C\rfloor\) 的式子有個經典拆分方式：\(\lfloor\frac{A+B}C\rfloor=\lfloor\frac AC\rfloor+\lfloor\frac BC\rfloor+\lfloor\frac {(A\ \operatorname{mod}\ C)+(B\ \operatorname{mod}\ C)}C\rfloor\)。
\(\lfloor\frac AC\rfloor\) 和 \(\lfloor\frac BC\rfloor\)
因此先 dfs 一遍所有可能的較低位，分 \(l\) 存下 \(rk-y\) 並排序。
然後再 dfs 一遍所有可能的最高 \(6\) 位，不足 \(6\) 位直接統計，否則根據預先存下的資訊計算。
實現起來可能要注意一些細節，感覺我的寫法似乎有點麻煩。
程式碼：\(O(\sqrt n\log \sqrt n)\)
#include<bits/stdc++.h>
#define Tp template<typename Ty>
#define Ts template<typename Ty,typename... Ar>
#define Rg register
#define RI Rg int
#define Cn const
#define CI Cn int&
#define I inline
#define W while
#define SZ 1000000
#define V 998244353
#define X 1000000007
#define LL long long
#define Dec(x) (!x--&&(x+=X))
using namespace std;
LL n,nn,p;int ans,tn[7],c[7][7],s[7][7][SZ+1];
void Init(RI x,RI l,CI k)//預處理較低位，存下所有p-x
{
s[k][l][++c[k][l]]=(++p)-x;if(l==k) return;for(RI i=0;i<=9;++i) Init(x*10+i,l+1,k);
}
void BF(LL x,RI l)//暴力
{
if(x>n) return;++p;ans=(ans+(p-x)/V-(p<x)+X)%X;for(RI i=0;i<=9;++i) BF(x*10+i,l+1);
}
void Solve(RI x,RI l)//列舉最高6位
{
if(l^6) {++p,ans=(ans+(p-x)/V-(p<x)+X)%X;for(RI i=0;i<=9;++i) Solve(x*10+i,l+1);return;}//不足6位，直接統計
if(x==nn) return BF(x,0);//最高6位與n的最高6位相同，直接暴力
RI i,k;LL v;for(k=0,v=x;k<=6&&v<=n;++k,v*=10);--k;//求出較低位最大長度
for(i=0;i<=k;++i) v=p-1LL*x*tn[i],ans=(ans+1LL*(v/V-(v<0)+X)*tn[i])%X,//列舉長度，加上的數為p-x*tn[i]
v=(v%V+V)%V,ans=(ans+tn[i]-(lower_bound(s[k][i]+1,s[k][i]+tn[i]+1,V-v)-s[k][i])+1)%X;//求相加大於等於998244353的數的個數
for(i=0;i<=k;++i) p+=tn[i];//更新排名
}
int main()
{
RI i,k,dc;for(scanf("%lld",&n),tn[0]=i=1;i<=6;++i) tn[i]=tn[i-1]*10;
for(k=0;k<=6;++k) for(p=0,Init(0,0,k),i=0;i<=k;++i) sort(s[k][i]+1,s[k][i]+tn[i]+1);//排序
if(p=0,n<1e6) for(i=1;i<=9;++i) BF(i,1);else {nn=n;W(nn>=1e6) nn/=10;for(i=1;i<=9;++i) Solve(i,1);}//n小直接暴力，否則nn記錄前6位
return printf("%d\n",(int)(1LL*(X-ans)*V%X)),0;//答案為-ans*998244353
}