Codeforces Good Bye 2018 D (1091D) New Year and the Permutation Concatenation
題意:給n!個n的排列,按字典序從小到大連成一條序列,例如3的情況為:[1,2,3, 1,3,2, 2,1,3 ,2,3,1 ,3,1,2 ,3,2,1],問其中長度為n,且和為sum=n*(n+1)/2的序列有多少個?
思路(官方題解):我們考慮一下next_perumation函式產生字典序遞增的全排列的過程:
假設某一個序列長度為n,最長的遞減的字尾長度k,那麼它的下一個排列是這樣產生的:選取序列第n-k個數,與後k個數中最小的那個交換(其實就是最後一個),然後將後k個數按從小到大排序。
例如序列1,2,5,4,3的下一個排列為1,3,2,4,5。我們觀察發現:這種時候1,2,(5,4,3,1,3,)2,4,5不滿足和為sum了,因為在產生下一個排列的過程中,第n-k個位置的數被替換了。
也就是說,假設一個序列存在長度為k的遞減字尾,那麼這個字尾不能產生一個長度為sum的序列。例如,1,2,(5,4,3,1,3,)2,4,5不行,但是1,(2,5,4,3,1,)3,2,4,5可以。
所以,我們的任務是找出每個長度為k的遞減字尾有多少個?應該為C(n,n-k)*(n-k)!=A(n,n-k)=n!/k!個。因為只要選了前面n-k個數,後面長度為k的遞減的序列是固定的,所以我們只需要選n-k個數全排列就行了。
我們可以得到最終的答案了:一共有n*n!-(n-1)個序列,要減去( ∑(k from 1 to n-1) n!/k! )- (n-1)個。
為什麼要減去n-1個呢?我們來看最後一個排列(假設n為5)5,4,3,2,1 。5之後的序列不存在,所以要從總的序列數中減去。而這(n-1)個不存在的序列恰好會被判定為不滿足題意,也應該減去。
所以總的來說,答案應該是:(所有的序列-不存在的序列)-(不滿足的序列-不存在的序列)。我們可以把答案寫的更優雅一點:ans=n*n!-∑(k from 1 to n-1) n!/k!。
程式碼:
#include<cstdio> #include<algorithm> #include<iostream> #include<cmath> #include<cstring> #include<map> #include<set> #include<bitset> #include<queue> #include<vector> #include<stack> #define INF 0x3f3f3f3f #define pii pair<int,int> #define LL long long #define fi first #define se second #define ls(x) (x<<1) #define rs(x) ((x<<1)+1) #define lowbit(x) (x&(-x)) using namespace std; const int maxn=1000010; const LL mod=998244353; LL s[maxn],f[maxn];//s[k]是n!/k! int main(){ LL n; scanf("%lld",&n); f[0]=1,s[n]=1; for(LL i=1;i<=n;i++){ f[i]=(f[i-1]*i)%mod; } for(LL i=n-1;i>=1;i--){ s[i]=(s[i+1]*(i+1))%mod; } LL ans=(n*(f[n]))%mod; for(LL i=1;i<=n-1;i++){ ans=(ans-s[i]+mod)%mod; } cout<<ans<<endl; }