NOI WC营员交流:仙人掌图的计数方法详解
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更新于2024-08-16
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"NOI WC 营员交流中的一个重要知识点是关于仙人掌计数的概念。在无向连通图中,如果每条边最多属于一个简单环,这样的图被称为仙人掌图。简单环是指不经过重复节点的环。这个问题的背景是,在给定一个顶点数量不超过30000的图中,需要计算不同点数i下仙人掌的数量,并对结果取模998244353(这是一个特定的模数,等于7*17*223+1)。
在解决这个问题时,首先定义了两个概念:ai表示i个点的仙人掌数量,ci表示i个点的有根仙人掌数量,即以其中一个点为中心的仙人掌。ci可以通过ai计算得到,即ci = i * ai。然后引入指数生成函数C(x),用来表示连通块的组合情况。
分析过程中,作者分两种情况进行讨论:
1. 边不在环上:删除这条边后,会形成一个单独的连通块,相当于一棵有根仙人掌,对应的指数生成函数是C(x)。
2. 边在环上:如果边参与形成了环,当删除这两条边后,环上的点会形成i棵有根仙人掌组成的链,因为链可以翻转,所以对应的指数生成函数是C_i(x^2)。
综合考虑,无论边是否在环上,处理后的连通块都可以表示为C(x)的某种形式。因此,总的仙人掌指数生成函数可以通过将所有可能的连通块组合起来并加上根节点(乘以x)来表示。最后,通过多项式牛顿迭代法来解这个方程,以求得i个点的仙人掌数量的精确计数。
这个问题展示了在组合数学和图论中的应用,特别是指数生成函数和递推关系在求解此类计数问题中的作用,同时涉及到算法设计中的优化技巧,如时间复杂度分析和模运算。对于参加NOI、ICPC或ACM竞赛的学生来说,理解这类问题有助于提升他们的算法理解和解决问题的能力。"
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