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题意: 假设有 0 到 n-1种数字,随机选取(可以重复),得到的和为k组合数量有多少种。

分析:可以用容斥或者生成函数来做。

容斥做法:

如果每个箱子里可以装的小球数量没有上限的话,答案就是C_{k+m-1}^{m-1}(隔板法),设S_{i}为有至少有i个箱子不合法的情况(最多会有k/n个箱子不合法),答案就是

    C_{k+m-1}^{m-1}+\sum_{i=1}^{k/n}(-1)^{i}*S_{i}S_{i}=C_{m}^{i}*C_{n-i*k+m-1}^{m-1}

容斥原理可参考点击打开链接,讲的很好。

生成函数做法:

我们先不看k,只看n和m

当n=2时

     0  1   2   3   4   5   6   7   8  9 10 11...

0   1

1   1  1

2   1  2   1

3   1  3   3   1

4   1  4   6   4   1

5   1  5  10  10   5   1

6   1  6  15  20  15   6   1

7   1  7  21  35  35  21   7   1

8   1  8  28  56  70  56  28   8   1

9   1  9  36  84 126 126  84  36   9  1

10  1 10  45 120 210 252 210 120  45 10  1

11  1 11  55 165 330 462 462 330 165 55 11  1

很显然就是杨辉三角,直接二项式定理就可以了

当n=3是,也是类似的

     0   1   2   3   4    5    6      7      8     9   10  11  12

0:  1

1:  1   1   1

2:  1   2   3    2    1

3:  1   3   6    7    6   3    1

4:  1   4  10  16  19  16  10   4      1

5:  1   5  15  30  45  51  45   30   15    5   1

6:  1   6  21  50  90 126 141 126  90  50 21  6  1

 

生成公式:

(1+x+x^{2}+...+x^{n}) ^{m}

这个公式就是就可以表示第m行的结果,对应的系数就是展开式中x^i的系数,所以我们只需要求生成公式中x^k的系数即可。

那么我们就得对公式化简

(1+x+x^{2}+...+x^{n-1}) ^{m} \\ =(\frac{1-x^{n}}{1-x}) ^{m} \\ =(1-x^{n})^{m} (1-x) ^{-m}

根据泰勒展开:

可得

(1-x) ^{-m}=\sum_{i=0}^{\infty}C_{m+i-1} ^{i-1} x^{i}

(广义二项式)

所以

(1+x+x^{2}+...+x^{n-1}) ^{m} \\ =(\frac{1-x^{n}}{1-x}) ^{m} \\ =(1-x^{n})^{m} (1-x) ^{-m} \\ =\sum_{i=0}^{m} C_{m} ^{i} (-x^{n}) ^{i} \cdot \sum_{i=0}^{\infty} C_{m+i-1} ^{i-1} x^{i}

到了这一步,我们就可以直接计算了,我们需要求x^k次项的系数,x^k项的系数为

C_{m}^{0}x^{0} \cdot C_{m+k-1}^{m-1}x^{k} - C_{m}^{1}x^{n} \cdot C_{m+k-n-1}^{m-1}x^{k-n} +...-...\\ \\+(-1)^{k/n} \cdot C_{m}^{k/n}x^{n \cdot (k/n)} \cdot C_{m+k-n\cdot (k/n)-1}^{m-1} x^{k-n\cdot (k/n)}\\ \\ = \sum_{i=0}^{k/n}(-1)^{i} \cdot C_{m}^{i} \cdot C_{m+k-n\cdot i-1}^{m-1} \cdot x^{k}

可以发现容斥和生成函数推出来的公式是相同的。

代码:

#pragma comment(linker, "/STACK:102400000,102400000")
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
#define pt(a) cout<=a;i--)
#define all(x) (x).begin(),(x).end()
#define fi first
#define se second
#define SZ(x) ((int)(x).size())
#define ll long long
#define ull unsigned long long
#define pb push_back
#define mp make_pair
#define inf 0x3f3f3f3f
#define eps 1e-10
#define PI acos(-1.0)
typedef pair PII;
const ll mod = 998244353;
const int N = 2e5+10;

ll gcd(ll p,ll q){return q==0?p:gcd(q,p%q);}
ll qp(ll a,ll b) {ll res=1;a%=mod; assert(b>=0); for(;b;b>>=1){if(b&1)res=res*a%mod;a=a*a%mod;}return res;}
int to[4][2]={{-1,0},{1,0},{0,-1},{0,1}};

ll t,n,m,k,f[N],inv[N];

void init() {///预处理阶乘及其逆元
    f[0]=f[1]=1;
    rep(i,2,N-1) f[i]=f[i-1]*i%mod;
    inv[0]=inv[1]=1;
    rep(i,2,N-1) inv[i]=(mod-mod/i)*inv[mod%i]%mod;
    rep(i,2,N-1) inv[i]=inv[i-1]*inv[i]%mod;
}

ll C(ll n,ll m) {
    if(n>t;
    while(t--) {
        cin>>n>>m>>k;
        ll ans=0,sig=1;
        for(int i=0;k>=i*n;i++)
            (ans += C(m,i)*C(k+m-1-i*n,m-1)*sig%mod)%=mod,sig=-sig;
        cout<<(ans+mod)%mod<

参考博客:https://blog.csdn.net/njupt_lyy/article/details/81714203

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