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【BZOJ5093】圖的價值

題面

Description

“簡單無向圖”是指無重邊、無自環的無向圖(不一定連通)。

一個帶標號的圖的價值定義為每個點度數的k次方的和。

給定n和k,請計算所有n個點的帶標號的簡單無向圖的價值之和。

因為答案很大,請對998244353取模輸出。

Input

第一行包含兩個正整數n,k(1<=n<=10^9,1<=k<=200000)。

Output

輸出一行一個整數,即答案對998244353取模的結果。

Sample Input

6 5

Sample Output

67584000

題目分析

顯然\(ans=n\cdot 2^{\frac {n\cdot(n-1)}2-(n-1)}\sum\limits_{i=0}^{n-1}i^k\cdot \binom{i}{n-1}\)

其中,後面的求和式子與Codeforces 932E Team Work化簡方式相同。
\[ ans=n\cdot 2^{\frac {n\cdot(n-1)}2-(n-1)}\cdot\sum_{i=0}^k\begin{Bmatrix}k\\i\end{Bmatrix}i\binom {n-1}i2^{n-1-i} \]
用NTT預處理出\(\begin{Bmatrix}k\\i\end{Bmatrix}\),答案便可直接計算。

程式碼實現

#include<iostream>
#include<cstring>
#include<cmath>
#include<algorithm>
#include<cstdio>
#include<iomanip>
#include<cstdlib>
#define MAXN 0x7fffffff
typedef long long LL;
const int N=200005,mod=998244353;
using namespace std;
inline int Getint(){register int x=0,f=1;register char ch=getchar();while(!isdigit(ch)){if(ch=='-')f=-1;ch=getchar();}while(isdigit(ch)){x=x*10+ch-'0';ch=getchar();}return x*f;}
int ksm(int x,int k){
    int ret=1;
    while(k){
        if(k&1)ret=(LL)ret*x%mod;
        x=(LL)x*x%mod,k>>=1;
    }
    return ret;
}
int fac[N],inv[N];
int C(int n,int m){
    if(n<m)return 0;
    return (LL)fac[m]*inv[m]%mod;
}

int rev[N<<2];
void NTT(int *a,int x,int K){
    int n=(1<<x);
    for(int i=0;i<n;i++)if(i<rev[i])swap(a[i],a[rev[i]]);
    for(int i=1;i<n;i<<=1){
        int tmp=i<<1,wn=ksm(3,(mod-1)/tmp);
        if(K==-1)wn=ksm(wn,mod-2);
        for(int j=0;j<n;j+=tmp){
            int w=1;
            for(int k=0;k<i;k++,w=(LL)w*wn%mod){
                int x=a[j+k],y=(LL)w*a[i+j+k]%mod;
                a[j+k]=(x+y)%mod,a[i+j+k]=(x-y+mod)%mod;
            } 
        }
    }
    if(K==-1){
        int inv=ksm(n,mod-2);
        for(int i=0;i<n;i++)a[i]=(LL)a[i]*inv%mod;
    }
}

int a[N<<2],b[N<<2]; 
int main(){
    int n=Getint(),K=Getint();
    
    fac[0]=1;for(int i=1;i<=K;i++)fac[i]=(LL)fac[i-1]*(n-i)%mod;
    inv[0]=1;for(int i=1;i<=K;i++)inv[i]=(LL)inv[i-1]*ksm(i,mod-2)%mod;
    
    int x=ceil(log2(K<<1|1));
    a[0]=1;for(int i=1,t=1;i<=K;i++,t=(LL)t*i%mod)a[i]=(((i&1)?-1:1)*ksm(t,mod-2)+mod)%mod,b[i]=(LL)ksm(i,K)*ksm(t,mod-2)%mod;
    for(int i=0;i<(1<<x);i++)rev[i]=(rev[i>>1]>>1)|((i&1)<<x-1);
    
    NTT(a,x,1),NTT(b,x,1);
    for(int i=0;i<(1<<x);i++)a[i]=(LL)a[i]*b[i]%mod;
    NTT(a,x,-1);
    
    int ans=0;
    for(int i=0,t=1,lim=min(n-1,K);i<=lim;i++,t=(LL)t*i%mod)
        ans=(ans+(LL)a[i]*t%mod*C(n-1,i)%mod*ksm(2,n-i-1)%mod)%mod;
    cout<<((LL)ans*n%mod*ksm(2,((LL)n*(n-1)/2-(n-1))%(mod-1))%mod+mod)%mod;
    return 0;
}