几个星期之后,继 扩展欧拉定理 之后, l j lj lj 大佬又给我们来了一发数论…
虽然听得心态爆炸, 但是还好的是没有 y m x ymx ymx 大佬的飞机开得好…
至少我还没有坐飞机…
首先,你需要知道 矩阵乘法 的相关知识。
通过 矩阵乘法 的知识,我们知道,对于一个 f ( x ) f(x) f(x) 与 g ( x ) g(x) g(x) ,如果我们用朴素的矩阵乘法计算 f ( x ) ⋅ g ( x ) f(x)\cdot g(x) f(x)⋅g(x) ,时间复杂度是 O ( N 2 M ) O(N^2M) O(N2M) ,但是对于这是函数,复杂度中的 M = 1 M=1 M=1 ,那么时间复杂度为 O ( N 2 ) O(N^2) O(N2) 。
似乎这是比较优秀的,但是看看这道 板题 :
luoguOJ:P3803【模板】多项式乘法(FFT)
嗯? n , m ≤ 1 0 6 n,m\le 10^6 n,m≤106 ,似乎过于太小了?(不要管这病句…)
而 FFT 就是用来解决多项式乘法的问题的,可以把它的时间复杂度优化到 O ( n l o g 2 n ) O(nlog^n_2) O(nlog2n) 。
这里引用一句话:
实际上,FFT 并不是直接计算多项式乘法,而是把原来的多项式 f ( x ) , g ( x ) f(x),g(x) f(x),g(x) 在 O ( n l o g 2 n ) O(nlog^n_2) O(nlog2n) 的复杂度内转换为它的 点值表示(后面会讲),而点值表示的多项式相乘的时间复杂度是 O ( n ) O(n) O(n) 的。最后再用 O ( n l o g 2 n ) O(nlog_2^n) O(nlog2n) 的时间复杂度把所得多项式的点值表示转化为一般形式。
在学习 FFT 之前,我们需要知道 点值表示 和 复数 。
对于一个函数 f ( x ) f(x) f(x) ,我们可以用一个多项式表示它:
f ( x ) = a n x n + a n − 1 x n − 1 + . . . + a 1 x + a 0 f(x)=a_nx^n+a_{n-1}x^{n-1}+...+a_{1}x+a_0 f(x)=anxn+an−1xn−1+...+a1x+a0
这种表达方法我们叫做 一般形式 。
如果熟悉,那么可以确定一个东西,如果我们有在这个函数上的 n + 1 n+1 n+1 个点的具体的坐标 ( x i , y i ) (x_i,y_i) (xi,yi) ,那么我们就可以唯一确定这个函数的解析式,那么,我们也可以用这 n + 1 n+1 n+1 个点的具体坐标来表示这个多项式。
当然,如果知道 拉格朗日插值法 的大佬,或许可以更好地理解这句话。
也就是说一个多项式与一个点值表示是一一对应的。
那么 FFT 完成的操作就是:
- 把已知的一个多项式转化成对应的点值表示;
- 把已知的点值表示转换成对应的多项式。
复杂度都是 O ( n l o g 2 n ) O(nlog_2^n) O(nlog2n) 。
那么,假设我们用 { x 0 , x 1 , x 2 , . . . , x n } \{x_0,x_1,x_2,...,x_n\} {x0,x1,x2,...,xn} 来表示 f ( x ) f(x) f(x) 为 { ( x 0 , f ( x 0 ) ) , ( x 1 , f ( x 1 ) ) , . . . , ( x n , f ( x n ) ) } \{(x_0,f(x_0)),(x_1,f(x_1)),...,(x_n,f(x_n))\} {(x0,f(x0)),(x1,f(x1)),...,(xn,f(xn))} ,表示 g ( x ) g(x) g(x) 为 { ( x 0 , g ( x 0 ) ) , ( x 1 , g ( x 1 ) ) , . . . , ( x n , g ( x n ) ) } \{(x_0,g(x_0)),(x_1,g(x_1)),...,(x_n,g(x_n))\} {(x0,g(x0)),(x1,g(x1)),...,(xn,g(xn))} 。
那么我们就知道 f ( x ) ⋅ g ( x ) f(x)\cdot g(x) f(x)⋅g(x) 的点值表达式为 { ( x 0 , f ( x 0 ) ⋅ g ( x 0 ) ) , . . . , ( x n , f ( x n ) ⋅ g ( x n ) ) } \{(x_0,f(x_0)\cdot g(x_0)),...,(x_n,f(x_n)\cdot g(x_n))\} {(x0,f(x0)⋅g(x0)),...,(xn,f(xn)⋅g(xn))} ,其实就是对应项相乘,那么这个的时间复杂度为 O ( n ) O(n) O(n) ,似乎可以接受。
H i n t . Hint. Hint. 是 复数(complex) 而不是 负数(negative) 。
首先我们要知道 虚数 ,即有一个很特别的数 i i i ,满足 i 2 = − 1 i^2=-1 i2=−1 ,即 i = − 1 i=\sqrt{-1} i=−1 。
不用理解为什么,因为他本来就是特殊定义的,只需要记住就好。
然后一个复数 a a a 可以表示为实部 x x x 和虚部 y × i y\times i y×i 之和—— a = x + y × i a=x+y\times i a=x+y×i 。对于一个实数,我们可以把它放在“一维数轴”上,即数轴;那么对于一个复数,我们需要把它放在“二维数轴”,也就是直角坐标系上。
其实,我们可以把 a a a 表示成 向量(vector) 的形式,即将 a = x + y × i a=x+y\times i a=x+y×i 表示为向量 ( x , y ) (x,y) (x,y) ,但是对于后面虚数的乘法,其实是不满足向量乘法的,但是这可以作为一个理解方式。
对于两个虚数 a , b a,b a,b ,其中 a = x + y × i , b = x ′ + y ′ × i a=x+y\times i,b=x'+y'\times i a=x+y×i,b=x′+y′×i ,计算 a b ab ab 。
我们有两种方法:
更推荐就用方法一来理解。
H i n t . Hint. Hint. 复数的模长 ∣ a ∣ |a| ∣a∣ (这个不是绝对值),表示把它表示成向量后的长度,即 ∣ a ∣ = x 2 + y 2 |a|=\sqrt{x^2+y^2} ∣a∣=x2+y2 。
我们定义 n n n 次单位复根 ω n i \omega_n^i ωni 为满足 z n = 1 \text{z}^n=1 zn=1 的复数 z \text{z} z 。
本人的理解方法:单位复根 ω n i \omega_n^i ωni 即为将一个单位圆分成 n n n 分,而 ω n i \omega_n^i ωni 就是 i i i 个这样的角拼起来。特别地, ω n 0 = 1 \omega_n^0=1 ωn0=1 。
其实,之后的理解都可以通过 三角函数 有更好的理解
可以发现 n n n 次单位复根满足以下性质( ω n i \omega_n^i ωni 表示第 i i i 个单位复根):
另外,还有一些比较明显的性质:
以上这些结论都可以通过在单位圆上画出单位根来证明。
单位复根有什么用呢?因为 n n n 次单位复根恰好有 n n n 个,就可以把这 n n n 个单位复根分别代入 n − 1 n-1 n−1 次多项式 f ( x ) f(x) f(x) —— 得到点值表达 { ( ω n 0 , f ( ω n 0 ) ) , ( ω n 1 , f ( ω n 1 ) ) , . . . , ( ω n n − 1 , f ( ω n n − 1 ) ) } \{(\omega_n^0,f(\omega_n^0)),(\omega_n^1,f(\omega_n^1)),...,(\omega_n^{n-1},f(\omega_n^{n-1}))\} {(ωn0,f(ωn0)),(ωn1,f(ωn1)),...,(ωnn−1,f(ωnn−1))} 。
有了这些辅助知识 没错,虽然你可能已经晕了,但是他们真的只是辅助知识 ,我们终于可以进行正题了。
所谓变换,那么一定有正也有逆,现在我我们先来掌握它的正变换。
FFT 的正变换实现,是基于对多项式进行奇偶项分开递归再合并的分治进行的。
对于 n-1 次多项式,我们选择插入 n 次单位根求出其点值表达式。
记多项式 A ( x ) = a 0 + a 1 x + a 2 x 2 + . . . + a n − 1 x n − 1 A(x)=a_0+a_1x+a_2x^2+...+a_{n-1}x^{n-1} A(x)=a0+a1x+a2x2+...+an−1xn−1 。
再记 A o ( x ) = a 1 + a 3 x + a 5 x 2 + . . . A_o(x)=a_1+a_3x+a_5x^2+... Ao(x)=a1+a3x+a5x2+... 。
再记 A e ( x ) = a 0 + a 2 x + a 4 x 2 + . . . A_e(x)=a_0+a_2x+a_4x^2+... Ae(x)=a0+a2x+a4x2+... 。
有 A ( x ) = x ∗ A o ( x 2 ) + A e ( x 2 ) A(x)=x*A_o(x^2)+A_e(x^2) A(x)=x∗Ao(x2)+Ae(x2) 。
令 n = 2 ∗ p n = 2*p n=2∗p 。则有:
A ( w n k ) = w n k ∗ A o [ ( w n / 2 k / 2 ) 2 ] + A e [ ( w n / 2 k / 2 ) 2 ] = w n k ∗ A o ( w p k ) + A e ( w p k ) A(w_n^k)=w_n^k*A_o[(w_{n/2}^{k/2})^2]+A_e[(w_{n/2}^{k/2})^2]=w_n^k*A_o(w_p^k)+A_e(w_p^k) A(wnk)=wnk∗Ao[(wn/2k/2)2]+Ae[(wn/2k/2)2]=wnk∗Ao(wpk)+Ae(wpk) ;
A ( w n k + p ) = w n k + p ∗ A o ( w p k + p ) + A e ( w p k + p ) = − w n k ∗ A o ( w p k ) + A e ( w p k ) A(w_n^{k+p})=w_n^{k+p}*A_o(w_p^{k+p})+A_e(w_p^{k+p})=-w_n^k*A_o(w_p^k)+A_e(w_p^k) A(wnk+p)=wnk+p∗Ao(wpk+p)+Ae(wpk+p)=−wnk∗Ao(wpk)+Ae(wpk)
在已知 A o ( w p k ) A_o(w_p^k) Ao(wpk) 与 A e ( w p k ) A_e(w_p^k) Ae(wpk) 的前提下,可以 O ( 1 ) O(1) O(1) 算出 A ( w n k ) A(w_n^k) A(wnk) 与 A ( w n k + p ) A(w_n^{k+p}) A(wnk+p) 。
因此,假如我们递归求解 A o ( x ) , A e ( x ) A_o(x),A_e(x) Ao(x),Ae(x) 两个多项式 p p p 次单位根的插值,就可以在 O ( n ) O(n) O(n) 的时间内算出 A ( x ) A(x) A(x) n 次单位根的插值。
时间复杂度是经典的 T ( n ) = 2 ∗ T ( n / 2 ) + O ( n ) = O ( n log n ) T(n)=2*T(n/2)+O(n)=O(n\log n) T(n)=2∗T(n/2)+O(n)=O(nlogn)。
刚刚研究完正的,现在我们来研究逆变换,其实也比较好理解。
观察我们刚刚的插值过程,实际上就是进行了如下的矩阵乘法。
[ ( w n 0 ) 0 ( w n 0 ) 1 ⋯ ( w n 0 ) n − 1 ( w n 1 ) 0 ( w n 1 ) 1 ⋯ ( w n 1 ) n − 1 ⋮ ⋮ ⋱ ⋮ ( w n n − 1 ) 0 ( w n n − 1 ) 1 ⋯ ( w n n − 1 ) n − 1 ] [ a 0 a 1 ⋮ a n − 1 ] = [ A ( w n 0 ) A ( w n 1 ) ⋮ A ( w n n − 1 ) ] \begin{bmatrix} (w_n^0)^0 & (w_n^0)^1 & \cdots & (w_n^0)^{n-1} \\ (w_n^1)^0 & (w_n^1)^1 & \cdots & (w_n^1)^{n-1} \\ \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ (w_n^{n-1})^0 & (w_n^{n-1})^1 & \cdots & (w_n^{n-1})^{n-1} \end{bmatrix} \begin{bmatrix} a_0 \\ a_1 \\ \vdots \\ a_{n-1} \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} A(w_n^0) \\ A(w_n^1) \\ \vdots \\ A(w_n^{n-1}) \end{bmatrix} ⎣⎢⎢⎢⎡(wn0)0(wn1)0⋮(wnn−1)0(wn0)1(wn1)1⋮(wnn−1)1⋯⋯⋱⋯(wn0)n−1(wn1)n−1⋮(wnn−1)n−1⎦⎥⎥⎥⎤⎣⎢⎢⎢⎡a0a1⋮an−1⎦⎥⎥⎥⎤=⎣⎢⎢⎢⎡A(wn0)A(wn1)⋮A(wnn−1)⎦⎥⎥⎥⎤
我们记上面的系数矩阵为 V V V 。
对于下面定义的 D D D :
D = [ ( w n − 0 ) 0 ( w n − 0 ) 1 ⋯ ( w n − 0 ) n − 1 ( w n − 1 ) 0 ( w n − 1 ) 1 ⋯ ( w n − 1 ) n − 1 ⋮ ⋮ ⋱ ⋮ ( w n − ( n − 1 ) ) 0 ( w n − ( n − 1 ) ) 1 ⋯ ( w n − ( n − 1 ) ) n − 1 ] D = \begin{bmatrix} (w_n^{-0})^0 & (w_n^{-0})^1 & \cdots & (w_n^{-0})^{n-1} \\ (w_n^{-1})^0 & (w_n^{-1})^1 & \cdots & (w_n^{-1})^{n-1} \\ \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ (w_n^{-(n-1)})^0 & (w_n^{-(n-1)})^1 & \cdots & (w_n^{-(n-1)})^{n-1} \end{bmatrix} D=⎣⎢⎢⎢⎡(wn−0)0(wn−1)0⋮(wn−(n−1))0(wn−0)1(wn−1)1⋮(wn−(n−1))1⋯⋯⋱⋯(wn−0)n−1(wn−1)n−1⋮(wn−(n−1))n−1⎦⎥⎥⎥⎤
考虑 D ∗ V D*V D∗V 的结果:
( D ∗ V ) i j = ∑ k = 0 k < n d i k ∗ v k j = ∑ k = 0 k < n w n − i k ∗ w n k j = ∑ k = 0 k < n w n k ( j − i ) (D*V)_{ij} =\sum_{k=0}^{k
当 i = j i = j i=j 时, ( D ∗ V ) i j = n (D*V)_{ij}=n (D∗V)ij=n ;
当 i ≠ j i ≠ j i=j 时, ( D ∗ V ) i j = 1 + w n j − i + ( w n j − i ) 2 + . . . = 1 − ( w n j − i ) n 1 − w n j − i = 0 (D*V)_{ij}=1+w_n^{j-i}+(w_n^{j-i})^2+...=\frac{1-(w_n^{j-i})^n}{1-w_n^{j-i}}=0 (D∗V)ij=1+wnj−i+(wnj−i)2+...=1−wnj−i1−(wnj−i)n=0 ;
根据定义, n n n 次单位根的 n n n 次方都等于 1 1 1
所以: 1 n ∗ D = V − 1 \frac1n*D=V^{-1} n1∗D=V−1
因此将这个结果代入最上面那个公式里面,有:
[ a 0 a 1 ⋮ a n − 1 ] = 1 n [ ( w n − 0 ) 0 ( w n − 0 ) 1 ⋯ ( w n − 0 ) n − 1 ( w n − 1 ) 0 ( w n − 1 ) 1 ⋯ ( w n − 1 ) n − 1 ⋮ ⋮ ⋱ ⋮ ( w n − ( n − 1 ) ) 0 ( w n − ( n − 1 ) ) 1 ⋯ ( w n − ( n − 1 ) ) n − 1 ] [ A ( w n 0 ) A ( w n 1 ) ⋮ A ( w n n − 1 ) ] \begin{bmatrix} a_0 \\ a_1 \\ \vdots \\ a_{n-1} \end{bmatrix} = \frac1n \begin{bmatrix} (w_n^{-0})^0 & (w_n^{-0})^1 & \cdots & (w_n^{-0})^{n-1} \\ (w_n^{-1})^0 & (w_n^{-1})^1 & \cdots & (w_n^{-1})^{n-1} \\ \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ (w_n^{-(n-1)})^0 & (w_n^{-(n-1)})^1 & \cdots & (w_n^{-(n-1)})^{n-1} \end{bmatrix}\begin{bmatrix} A(w_n^0) \\ A(w_n^1) \\ \vdots \\ A(w_n^{n-1}) \end{bmatrix} ⎣⎢⎢⎢⎡a0a1⋮an−1⎦⎥⎥⎥⎤=n1⎣⎢⎢⎢⎡(wn−0)0(wn−1)0⋮(wn−(n−1))0(wn−0)1(wn−1)1⋮(wn−(n−1))1⋯⋯⋱⋯(wn−0)n−1(wn−1)n−1⋮(wn−(n−1))n−1⎦⎥⎥⎥⎤⎣⎢⎢⎢⎡A(wn0)A(wn1)⋮A(wnn−1)⎦⎥⎥⎥⎤
“这样,逆变换 就相当于把 正变换 过程中的 w n k w_n^k wnk 换成 w n − k w_n^{-k} wn−k,之后结果除以 n n n 就可以了。”——摘自某博客。
……
还是有点难理解。比如为什么我们不直接把 w n k w_n^k wnk 换成 1 n ∗ w n − k \frac1n*w_n^{-k} n1∗wn−k 算了。
实际上,因为 w n − k = w n n − k w_n^{-k}=w_n^{n-k} wn−k=wnn−k ,也就是说它 TM 还是一个 n n n 次单位根。所以我们插值还是正常的该怎么插怎么插。如果换成 1 n ∗ w n − k \frac1n*w_n^{-k} n1∗wn−k 它就不是一个单位根,以上性质就不满足了。
我们有两个版本——递归、迭代,相信大家都也想到了吧?
毋庸置疑的,递归版本确实很好写,将 F F T FFT FFT 的思路全部放到上面即可,但是方便也有他的坏处——递归实现常数较大,这样对于一些题就会 T T T 飞,但是我还是写了,这里上代码了
#include
#include
#define rep(i,__l,__r) for(register int i=__l,i##_end_=__r;i<=i##_end_;++i)
#define fep(i,__l,__r) for(register int i=__l,i##_end_=__r;i>=i##_end_;--i)
#define writc(a,b) fwrit(a),putchar(b)
#define mp(a,b) make_pair(a,b)
#define ft first
#define sd second
#define LL long long
#define ull unsigned long long
#define pii pair
#define Endl putchar('\n')
// #define FILEOI
// #define int long long
#ifdef FILEOI
#define MAXBUFFERSIZE 500000
inline char fgetc(){
static char buf[MAXBUFFERSIZE+5],*p1=buf,*p2=buf;
return p1==p2&&(p2=(p1=buf)+fread(buf,1,MAXBUFFERSIZE,stdin),p1==p2)?EOF:*p1++;
}
#undef MAXBUFFERSIZE
#define cg (c=fgetc())
#else
#define cg (c=getchar())
#endif
template<class T>inline void qread(T& x){
char c;bool f=0;
while(cg<'0'||'9'<c)f|=(c=='-');
for(x=(c^48);'0'<=cg&&c<='9';x=(x<<1)+(x<<3)+(c^48));
if(f)x=-x;
}
inline int qread(){
int x=0;char c;bool f=0;
while(cg<'0'||'9'<c)f|=(c=='-');
for(x=(c^48);'0'<=cg&&c<='9';x=(x<<1)+(x<<3)+(c^48));
return f?-x:x;
}
template<class T,class... Args>inline void qread(T& x,Args&... args){qread(x),qread(args...);}
template<class T>inline T Max(const T x,const T y){return x>y?x:y;}
template<class T>inline T Min(const T x,const T y){return x<y?x:y;}
template<class T>inline T fab(const T x){return x>0?x:-x;}
inline int gcd(const int a,const int b){return b?gcd(b,a%b):a;}
inline void getInv(int inv[],const int lim,const int MOD){
inv[0]=inv[1]=1;for(int i=2;i<=lim;++i)inv[i]=1ll*inv[MOD%i]*(MOD-MOD/i)%MOD;
}
template<class T>void fwrit(const T x){
if(x<0)return (void)(putchar('-'),fwrit(-x));
if(x>9)fwrit(x/10);putchar(x%10^48);
}
inline LL mulMod(const LL a,const LL b,const LL mod){//long long multiplie_mod
return ((a*b-(LL)((long double)a/mod*b+1e-8)*mod)%mod+mod)%mod;
}
const int MAXN=3e6;
const double Pi=acos(-1.0);
class task{
private:
struct cplx{
double vr,vi;//实部和虚部
cplx(const double R=0,const double I=0):vr(R),vi(I){}//构造函数
//------------------overload----------------//
cplx operator + (const cplx a)const{return cplx(vr+a.vr,vi+a.vi);}//重载加法
cplx operator - (const cplx a)const{return cplx(vr-a.vr,vi-a.vi);}
cplx operator * (const cplx a)const{return cplx(vr*a.vr-vi*a.vi,vr*a.vi+a.vr*vi);}
cplx operator / (const double var)const{return cplx(vr/var,vi/var);}
};
int n,m;
cplx a[MAXN+5],b[MAXN+5];
void fft(cplx* f,const int len,const short opt=1){
//opt==-1 : FFT 的逆变换
if(!len)return;
cplx f0[len+5],f1[len+5];
for(int i=0;i<len;++i)
f0[i]=f[i<<1],f1[i]=f[i<<1|1];
fft(f0,len>>1,opt);
fft(f1,len>>1,opt);
cplx w=cplx(cos(Pi/len),opt*sin(Pi/len)),buf=cplx(1,0);
for(int i=0;i<len;++i,buf=buf*w){
f[i]=f0[i]+buf*f1[i];
f[i+len]=f0[i]-buf*f1[i];
}
}
public:
inline void launch(){
qread(n,m);
rep(i,0,n)scanf("%lf",&a[i].vr);
rep(i,0,m)scanf("%lf",&b[i].vr);
for(m+=n,n=1;n<=m;n<<=1);
fft(a,n>>1);
fft(b,n>>1);
rep(i,0,n-1)a[i]=a[i]*b[i];
fft(a,n>>1,-1);
rep(i,0,m)writc((int)((a[i].vr)/n+0.5),' ');
Endl;
}
}This;
signed main(){
#ifdef FILEOI
freopen("file.in","r",stdin);
freopen("file.out","w",stdout);
#endif
This.launch();
return 0;
}
似乎递归版本比较好写,现在我们来看一下迭代(递推)版本应该怎么做:
原序列: 0 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 0,1,2,3,4,5,6,7 0,1,2,3,4,5,6,7
终序列: 0 , 4 , 2 , 6 , 1 , 5 , 3 , 7 0,4,2,6,1,5,3,7 0,4,2,6,1,5,3,7
转换为二进制再来看看。
原序列: 000 , 001 , 010 , 011 , 100 , 101 , 110 , 111 000,001,010,011,100,101,110,111 000,001,010,011,100,101,110,111
终序列: 000 , 100 , 010 , 110 , 001 , 101 , 011 , 111 000,100,010,110,001,101,011,111 000,100,010,110,001,101,011,111
可以发现终序列是原序列每个元素的二进制翻转。
于是我们可以先把要变换的系数排在相邻位置,从下往上迭代。
这个二进制翻转过程可以自己脑补方法,只要保证时间复杂度 O ( n log n ) O(n\log n) O(nlogn) ,代码简洁就可以了。
在这里给出一个参考的方法:
我们对于每个 i i i ,假设已知 i − 1 i-1 i−1 的翻转为 j j j 。考虑不进行翻转的二进制加法怎么进行:从最低位开始,找到第一个为 0 0 0 的二进制位,将它之前的 1 1 1 变为 0 0 0 ,将它自己变为 1 1 1 。因此我们可以从 j j j 的最高位开始,倒过来进行这个过程。
这是迭代版本:
#include
#include
#include
using namespace std;
#define rep(i,__l,__r) for(register int i=__l,i##_end_=__r;i<=i##_end_;++i)
#define fep(i,__l,__r) for(register int i=__l,i##_end_=__r;i>=i##_end_;--i)
#define writc(a,b) fwrit(a),putchar(b)
#define mp(a,b) make_pair(a,b)
#define ft first
#define sd second
#define LL long long
#define ull unsigned long long
#define pii pair
#define Endl putchar('\n')
// #define FILEOI
// #define int long long
#ifdef FILEOI
#define MAXBUFFERSIZE 500000
inline char fgetc(){
static char buf[MAXBUFFERSIZE+5],*p1=buf,*p2=buf;
return p1==p2&&(p2=(p1=buf)+fread(buf,1,MAXBUFFERSIZE,stdin),p1==p2)?EOF:*p1++;
}
#undef MAXBUFFERSIZE
#define cg (c=fgetc())
#else
#define cg (c=getchar())
#endif
template<class T>inline void qread(T& x){
char c;bool f=0;
while(cg<'0'||'9'<c)f|=(c=='-');
for(x=(c^48);'0'<=cg&&c<='9';x=(x<<1)+(x<<3)+(c^48));
if(f)x=-x;
}
inline int qread(){
int x=0;char c;bool f=0;
while(cg<'0'||'9'<c)f|=(c=='-');
for(x=(c^48);'0'<=cg&&c<='9';x=(x<<1)+(x<<3)+(c^48));
return f?-x:x;
}
template<class T,class... Args>inline void qread(T& x,Args&... args){qread(x),qread(args...);}
template<class T>inline T Max(const T x,const T y){return x>y?x:y;}
template<class T>inline T Min(const T x,const T y){return x<y?x:y;}
template<class T>inline T fab(const T x){return x>0?x:-x;}
inline int gcd(const int a,const int b){return b?gcd(b,a%b):a;}
inline void getInv(int inv[],const int lim,const int MOD){
inv[0]=inv[1]=1;for(int i=2;i<=lim;++i)inv[i]=1ll*inv[MOD%i]*(MOD-MOD/i)%MOD;
}
template<class T>void fwrit(const T x){
if(x<0)return (void)(putchar('-'),fwrit(-x));
if(x>9)fwrit(x/10);putchar(x%10^48);
}
inline LL mulMod(const LL a,const LL b,const LL mod){//long long multiplie_mod
return ((a*b-(LL)((long double)a/mod*b+1e-8)*mod)%mod+mod)%mod;
}
const int MAXN=3e6;
const double Pi=acos(-1.0);
class task{
private:
struct cplx{
double vr,vi;//实部和虚部
cplx(const double R=0,const double I=0):vr(R),vi(I){}//构造函数
//------------------overload----------------//
cplx operator + (const cplx a)const{return cplx(vr+a.vr,vi+a.vi);}//重载加法
cplx operator - (const cplx a)const{return cplx(vr-a.vr,vi-a.vi);}
cplx operator * (const cplx a)const{return cplx(vr*a.vr-vi*a.vi,vr*a.vi+a.vr*vi);}
cplx operator / (const double var)const{return cplx(vr/var,vi/var);}
};
int n,m;
cplx a[MAXN+5],b[MAXN+5];
int revi[MAXN+5];
/*
f(w^x)
=f0(w^{2x})+w^x*f1(w^{2x})
=a0+a2+a4+...,a1+a3+a5+...
=a0+a4+a8+...+a2+a6+a10...+a1+a5+a9+...+a3+a7+a11...
=f00(w^{4x})+w^{2x}*f01(w^{4x})+w^x*f10(w^{4x})+w^3x*f11(w^{4x})
=a0+a4+a8+...,w^{2x}*(a2+a6+a10...),w^x*(a1+a5+a9+...),w^{3x}*(a3+a7+a11...)
f_s -> 下标将 s 反过来之后, a_i 的 i 的二进制反过来与 s 相同
.
.
.
s
000 001 010 011
|反过来
v
000 100 010 110
a0 a{k/2} a{3*k/4} a{k}
a0 a4 a2 a6
*/
/*
void fft(cplx* f,const int len,const short opt=1){
if(!len)return;
cplx f0[len+5],f1[len+5];
for(int i=0;i>1,opt);
fft(f1,len>>1,opt);
cplx w=cplx(cos(Pi/len),opt*sin(Pi/len)),buf=cplx(1,0);
for(int i=0;i
inline void fft(cplx* f,const short opt=1){
for(int i=0;i<n;++i)if(i<revi[i])
swap(f[i],f[revi[i]]);
for(int p=2;p<=n;p<<=1){
//枚举层数
int len=p/2;//上一层的一半的长度
cplx tmp(cos(Pi/len),opt*sin(Pi/len));
//单位复根
for(int k=0;k<n;k+=p){
cplx buf(1,0);//记录 omega 的次方
for(int l=k;l<k+len;++l,buf=buf*tmp){
//每次 buf 累成单位 omega
cplx tt=buf*f[len+l];
f[len+l]=f[l]-tt;
f[l]=f[l]+tt;
/*
此处与递归版本的 FFT 中这一段是一样的:
f[i]=f0[i]+buf*f1[i];
f[i+len]=f0[i]-buf*f1[i];
*/
}
}
}
if(opt==-1)for(int i=0;i<n;++i)f[i]=f[i]/n;
//如果是 逆变换 , 那么需要全部 /n
}
public:
inline void launch(){
qread(n,m);
rep(i,0,n)scanf("%lf",&a[i].vr);
rep(i,0,m)scanf("%lf",&b[i].vr);
for(m+=n,n=1;n<=m;n<<=1);
rep(i,0,n-1)revi[i]=(revi[i>>1]>>1)|((i&1)?n>>1:0);//处理反转
fft(a);fft(b);
rep(i,0,n-1)a[i]=a[i]*b[i];
fft(a,-1);
rep(i,0,m)writc((int)(a[i].vr+0.5),' ');
Endl;
}
}This;
signed main(){
#ifdef FILEOI
freopen("file.in","r",stdin);
freopen("file.out","w",stdout);
#endif
This.launch();
return 0;
}
如果我可以回到过去,我一定会去当杀手。
为什么?因为我要去干翻欧某和傅某某…
点这里