qoj1436 Split in Sets 题解

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从 @1kri 老师的博客中找来的趣题。博主很有眼光啊!

题意是将 个数划分成 个非空集合,最大化集合内按位与的和,并求出达到最大的方案数。

首先考虑最优化,这种位操作最优化容易想到考察最高位的情况,设当前考虑到第 位,共有 个 , 个 。

下文只说明 的情况, 稍微改动一点即可。

如果 ,那划分方法中,这些第 位为 的数肯定会单独划到一个集合中去。因为如果让这些 和其余 放在一起,那么虽然低位上的部分有可能变大,但少一个 的代价是低位无论怎么大都补不回来的。于是我们把这 个数单独提出,该位为 的数继续考察下一位即可。

如果 ,那么所有该位为 的数都要划到一个集合中,要不然这 个集合中就会出现至少两个在这一位为 ,也是显然不优的。于是我们把 个数变成了 个数,继续考察下一位即可。

容易发现在位数 时,上述过程都只有一种进行方式,所以只有在 的时候才需要计数。

如果此时 ,那方案数就是把 个数放到 个集合里的方案数 ,否则方案数是把 个数放到 个集合里的方案数 。

于是这题就做完了,时间复杂度 。

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#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N = 1e5 + 5,P = 1e9 + 7;
inline void Plus(int &x,const int &y) { x += y;if(x >= P) x -= P;}
int n,k,a[N],fac[N],ifac[N];
inline int qpow(int a,int b) { int res = 1;while(b) { if(b&1) res = 1ll * res * a % P;a = 1ll * a * a % P;b >>= 1;} return res;}
inline void init(int n) {
fac[0] = 1;
for(int i = 1;i <= n;i++) fac[i] = 1ll * fac[i - 1] * i % P;
ifac[n] = qpow(fac[n],P - 2);
for(int i = n - 1;i >= 0;i--) ifac[i] = 1ll * ifac[i + 1] * (i + 1) % P;
}
inline int C(int n,int m) { if(n < 0 || m < 0 || n < m) return 0; return 1ll * fac[n] * ifac[m] % P * ifac[n - m] % P;}
inline int Strling(int n,int m) {
int res = 0;
for(int i = 0;i <= m;i++)
if(i & 1) Plus(res,P - 1ll * C(m,i) * qpow(m - i,n) % P);
else Plus(res,1ll * C(m,i) * qpow(m - i,n) % P);
return 1ll * res * ifac[m] % P;
}
long long ans;
int Cnt = 1;
void Solve(vector<int> A,int k,int dep) {
assert(k <= A.size());
int cnt0 = 0,cnt1 = 0;
for(auto i : A) if((i >> dep) & 1) ++cnt1; else ++cnt0;
ans += min(k - (cnt0 > 0),cnt1) * (1ll << dep);
if(dep == 0) {
if(k > cnt1) Cnt = 1ll * Cnt * Strling(cnt0,k - cnt1) % P;
else Cnt = 1ll * Cnt * Strling(1 + cnt1,k) % P;
return;
}
if(k > cnt1) {
vector<int> B;
for(auto i : A) if((~i >> dep) & 1) B.push_back(i); else ans += i & ((1 << dep) - 1);
Solve(B,k - cnt1,dep - 1);
} else {
vector<int> B;int andsum = INT_MAX;
for(auto i : A) if((i >> dep) & 1) B.push_back(i); else andsum &= i;
if(cnt0) B.push_back(andsum);
Solve(B,k,dep - 1);
}
}
int main() {
cin >> n >> k;
for(int i = 1;i <= n;i++) cin >> a[i];
init(n);
vector<int> all(a + 1,a + n + 1);
Solve(all,k,30);
Cnt = 1ll * Cnt * fac[k] % P;
printf("%lld %d\n",ans,Cnt);
return 0;
}