牛客小白月赛25 J异或和之和——组合数+位运算

牛客小白月赛25 J异或和之和

第一篇博客回顾一下上周的牛客小白月赛。
先来看一下题目题目链接

之前从来没有认识到逆元的重要性，直到被J题卡了快一个小时，赛后问了大佬才意识到自己犯了很严重的错误orz。

先对题目分析一下，如果用一般的方法求出n的所有三元组再进行异或运算，那是必T无疑的，因此我们想到利用位运算的性质，如果三个数连续进行异或，只有两种情况会出1，分别是1 1 1之间的异或和1 0 0 之间的异或，那么我们只需要对每一位进行求组合数算出分别有几种出1的可能，然后依次相加就可以很容易得出结论。最后计算一下时间复杂度，long long 类型最多64位，N * 64 * k的复杂度显然满足要求。
其实这题的组合数比较水，不用逆元也可以过 ，下面来看两种求解的方法吧。

1.不用逆元
直接看代码

#include 
using namespace std;
typedef long long ll;
const int N = 200010;
const int mod = 1e9 + 7;
int c[64], n;
ll res;
inline ll C1(int x) {
    if (x >= 3) return 1ll * x * (x - 1) * (x - 2) / 6;
    else return 0;
}
inline ll C2(int x) {
    if (x >= 2) return 1ll * x * (x - 1) / 2;
    else return 0;
}
 
int main() {
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin >> n;
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        ll x; int  b = 0;
        cin >> x;
        while (x) c[b++] += (x & 1), x >>= 1;
    }
    ll bs = 1;
    for (int i = 0; i < 64; i++) {
        res = (res + (1ll * C1(c[i]) % mod + 1ll * c[i] * C2(n - c[i]) % mod) * bs) % mod;
        bs = (bs << 1) % mod;
    }
    cout << res;
}

2.利用逆元进行求解
利用费马小定理
已知a^(p-1) % p = 1 => a * a ^(p-2) % p = 1（p为质数）
因此a^(p-2)就是我们所求的a的逆元，因此可以用快速幂求。
接着我们来看C(n, m) = n!/(m! * (n-m)!)这个式子，我们需要处理每个数的阶乘，因此我们可以用fac[]数组预先处理一下。
然后将除法转换成n！* inv（n!)
设 m! 的逆元是 N ，那么N = m! ^ (p-2)
设(n - m)! 的逆元是 M ，那么M = (n-m)! ^ (p-2)
那么原式可以转换为n! * N * M % p;

下面是ac代码

#include 
using namespace std;
typedef long long ll;
const int N = 200010;
const ll mod = 1e9 + 7;
ll fac[N];
int c[64];
ll n, m;
ll quick_pow(ll a, ll b) {
	a = a % mod;
	ll res = 1, base = a;
	while (b) {
		if (b & 1) res = res * base % mod;
		base = base * base % mod;
		b >>= 1;
	}
	return res;
}

void get_fac() {
	fac[0] = 1;
	for (int i = 1; i <= 200000; i++) fac[i] = fac[i - 1] * i * 1ll % mod;
}

ll combine(int n, int m) {
	if (n < m) return 0;
	else return fac[n] * quick_pow(fac[m], mod - 2) % mod * quick_pow(fac[n - m], mod - 2) % mod;
}

int main() {
	get_fac();
	cin >> n;
	for (int i = 1; i <= n; i++) {
		ll x; int k = 0;
		cin >> x;
		while (x) c[k++] += x & 1, x >>= 1;
	}

	ll bs = 1;
	ll res = 0;
	for (int i = 0; i < 64; i++) {
		res = (res + (combine(c[i], 3) % mod + (c[i] * combine(n - c[i], 2) % mod)) * bs) % mod;
		bs = (bs << 1) % mod;
	}
	cout << res;
}