qoj1831 Bruteforce

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SOLUTION FROM WUMIN4

题意

若长度为 \(n\) 的数组 \(a\) 排序后为 \(b\),定义 \(a\) 的权值为 \(\sum_{i=1}^n \lfloor\frac{b_i\cdot i^k}{w}\rfloor \bmod 998244353\)

\(q\) 次操作,每次操作修改一个 \(a_i\),随后输出 \(a\) 的权值。

\(n,a_i\le 10^5,1\le k,w\le 5\)

思路

将式子拆成 \(\frac{\sum_{i=1}^n (b_i\cdot i^k-(b_i\cdot i^k) \bmod w)}{w}\)

于是我们要维护 \(\sum_{i=1}^n b_i\cdot i^k\)\(\sum_{i=1}^n (b_i\cdot i^k) \bmod w\)

由于 \(a_i\le 10^5\),可以在权值线段树上维护。

  1. \(\sum_{i=1}^n b_i\cdot i^k\)

假设左节点为 \(b_1 1^k+b_2 2^k+\cdots+b_l l^k\),右节点为 \(b'_1 1^k+b'_2 2^k+\cdots+b'_r r^k\)

则合并后有 \(b_1 1^k+b_2 2^k+\cdots+b_l l^k+b'_1 (l+1)^k+b'_2 (l+2)^k+\cdots+b'_r (l+r)^k\)

问题在于如何计算

\[\sum_{i=1}^r b'_i (l+i)^k \]

二项式定理拆开得到

\[\sum_{i=1}^r \sum_{j=0}^{k} b'_ii^j\binom{k}{j}l^{k-j} \]

换个位置

\[\sum_{j=0}^{k} \sum_{i=1}^r b'_ii^j\binom{k}{j}l^{k-j} \]

于是维护该节点的 \(f_j=\sum_{i=1}^r b'_ii^j\)。由于 \(\binom{k}{j}l^{k-j}\)\(i\) 无关,则有

\[\sum_{j=0}^{k} \binom{k}{j}l^{k-j} f_j \]

因为 \(k\le 5\),直接转移。

  1. \(\sum_{i=1}^n (b_i\cdot i^k) \bmod w\)