【51Nod1258】序列求和V4(FFT)

题面

51Nod

多组数据,求:

\[Ans=\sum_{i=1}^ni^k,n\le 10^{18},k\le50000
\]

题解

预处理伯努利数,时间复杂度\(O(nlogn)\)

然后利用伯努利数求和即可。

\[\sum_{i=1}^n i^k=\frac{1}{k+1}\sum_{i=0}^kB_iC_{k+1}^i(n+1)^{k+1-i}
\]

预处理需要多项式求逆,因为模数不太好,所以需要\(MTT\)

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<cstring>
#include<cmath>
#include<algorithm>
#include<set>
#include<map>
#include<vector>
#include<queue>
using namespace std;
#define ll long long
#define RG register
#define MOD 1000000007
#define MAX 150000
const int NN=50000;
const int M=sqrt(MOD);
const double Pi=acos(-1);
inline ll read()
{
RG ll x=0,t=1;RG char ch=getchar();
while((ch<'0'||ch>'9')&&ch!='-')ch=getchar();
if(ch=='-')t=-1,ch=getchar();
while(ch<='9'&&ch>='0')x=x*10+ch-48,ch=getchar();
return x*t;
}
int fpow(int a,int b){int s=1;while(b){if(b&1)s=1ll*s*a%MOD;a=1ll*a*a%MOD;b>>=1;}return s;}
struct Complex{double a,b;}W[MAX],A1[MAX],A2[MAX],B1[MAX],B2[MAX],X[MAX],Y[MAX],Z[MAX];
Complex operator+(Complex a,Complex b){return (Complex){a.a+b.a,a.b+b.b};}
Complex operator-(Complex a,Complex b){return (Complex){a.a-b.a,a.b-b.b};}
Complex operator*(Complex a,Complex b){return (Complex){a.a*b.a-a.b*b.b,a.b*b.a+a.a*b.b};}
int r[MAX],N,l;
void FFT(Complex *P,int N,int opt)
{
for(int i=0;i<N;++i)if(i<r[i])swap(P[i],P[r[i]]);
for(int i=1;i<N;i<<=1)
for(int p=i<<1,j=0;j<N;j+=p)
for(int k=0;k<i;++k)
{
Complex w=(Complex){W[N/i*k].a,W[N/i*k].b*opt};
Complex X=P[j+k],Y=P[i+j+k]*w;
P[j+k]=X+Y;P[i+j+k]=X-Y;
}
if(opt==-1)for(int i=0;i<N;++i)P[i].a/=N;
}
void MTT(int *a,int *b,int len,int *c)
{
memset(A1,0,sizeof(A1));memset(B1,0,sizeof(B1));
memset(A2,0,sizeof(A2));memset(B2,0,sizeof(B2));
for(N=1,l=0;N<=len;N<<=1)++l;
for(int i=0;i<N;++i)r[i]=(r[i>>1]>>1)|((i&1)<<(l-1));
for(int i=1;i<N;i<<=1)
for(int k=0;k<i;++k)W[N/i*k]=(Complex){cos(k*Pi/i),sin(k*Pi/i)};
for(int i=0;i<len;++i)a[i]%=MOD,b[i]%=MOD;
for(int i=0;i<len;++i)A1[i].a=a[i]/M,A2[i].a=a[i]%M;
for(int i=0;i<len;++i)B1[i].a=b[i]/M,B2[i].a=b[i]%M;
memset(X,0,sizeof(X));memset(Y,0,sizeof(Y));memset(Z,0,sizeof(Z));
FFT(A1,N,1);FFT(A2,N,1);FFT(B1,N,1);FFT(B2,N,1);
for(int i=0;i<N;++i)
{
X[i]=A1[i]*B1[i];
Y[i]=A1[i]*B2[i]+A2[i]*B1[i];
Z[i]=A2[i]*B2[i];
}
FFT(X,N,-1);FFT(Y,N,-1);FFT(Z,N,-1);
for(int i=0;i<len;++i)
{
int ans=0;
ans=(ll)(X[i].a+0.5)%MOD*M%MOD*M%MOD;
ans=(ans+(ll)(Y[i].a+0.5)%MOD*M)%MOD;
ans=(ans+(ll)(Z[i].a+0.5))%MOD;
c[i]=ans;
}
}
int c[MAX],d[MAX];
void Inv(int *a,int *b,int len)
{
if(len==1){b[0]=fpow(a[0],MOD-2);return;}
Inv(a,b,len>>1);
MTT(a,b,len,c);MTT(b,c,len,d);
for(int i=0;i<len;++i)b[i]=(b[i]+b[i])%MOD;
for(int i=0;i<len;++i)b[i]=(b[i]+MOD-d[i])%MOD;
}
int a[MAX];
int n,B[MAX],jc[MAX],jv[MAX],inv[MAX];
int C(int n,int m){return 1ll*jc[n]*jv[m]%MOD*jv[n-m]%MOD;}
int main()
{
B[0]=jc[0]=jv[0]=inv[0]=inv[1]=1;
for(int i=2;i<=NN+NN;++i)inv[i]=1ll*inv[MOD%i]*(MOD-MOD/i)%MOD;
for(int i=1;i<=NN+NN;++i)jc[i]=1ll*jc[i-1]*i%MOD;
for(int i=1;i<=NN+NN;++i)jv[i]=1ll*jv[i-1]*inv[i]%MOD;
for(int i=0;i<=NN;++i)a[i]=jv[i+1];
Inv(a,B,1<<16);
for(int i=0;i<=NN;++i)B[i]=1ll*B[i]*jc[i]%MOD;
int T=read();
while(T--)
{
int n=read()%MOD,k=read(),ans=0,nw=n+1;
for(int i=k;~i;--i,nw=1ll*nw*(n+1)%MOD)ans=(ans+1ll*C(k+1,i)*B[i]%MOD*nw)%MOD;
ans=1ll*ans*inv[k+1]%MOD;
printf("%d\n",ans);
}
return 0;
}

最新文章

  1. 添加WoSign根证书到JDK
  2. bootstrap 水平表单
  3. appium 处理动态控件
  4. USB描述符概述
  5. Javascript 去掉字符串前后空格的五种方法
  6. asp.net取HTML控件值
  7. WinFrom玩转config配置文件
  8. 使用openCV的静态库编译
  9. Mysql相关知识点总结(一)
  10. ubus socket always in connecting status
  11. django Table doesn&#39;t exist
  12. Bom 字符串的问题
  13. ABP Zero项目入门踩坑
  14. P1292 倒酒
  15. 20155226 Exp2 后门原理与实践
  16. Java学习之基本数据类型和引用数据类型区别
  17. CF1096:D. Easy Problem(DP)
  18. [luogu1080] 国王游戏
  19. 北京Uber优步司机奖励政策(11月30日~12月4日)
  20. aspxgridview export导出数据,把true显示成‘是’

热门文章

  1. AWVS11提取规则文件
  2. 03-运行第一个docker容器
  3. 合并SQL 调优
  4. 413. Reverse Integer【LintCode java】
  5. Viper--方便好用的Golang 配置库
  6. CentOS7部署ELK5.2
  7. LeetCode--147.对链表进行插入排序
  8. debian 安装kde
  9. Redis 列表(List)
  10. 初识ES6 解构