【解题报告】 HDU 4390 Number Sequence -- 容斥原理(不好理解)

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	HDU 4390 Number Sequence -- 容斥原理(不好理解)
	http://blog.csdn.net/acm_cxlove/article/details/8146102

	n种球每种Ai个 
	{A1, A2, A3...An}放在m个盒子里,盒子不为空有多少种放法
	先求出总的放法(允许为空),然后减去至少有一个盒子为空的放发
	容斥原理可求出至少有一个盒子为空的放发
	画vn图吧
	附:函数mBallinTrickn m个球放在n个盒子里有多少种方法(允许有空盒子)
*/

#pragma comment(linker, "/STACK:102400000,102400000")
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#include <algorithm>
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#include <cstdio>
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#include <ctime>
#include <queue>
#include <cmath>
#include <set>
#define CLR(a,v) memset(a,v,sizeof(a))
using namespace std;
typedef long long       ll;
typedef pair<int,int>   pii;

const int N = 1e5+10;
const ll mod = 1e9 + 7;

ll C[505][505]; // 组合数

int en[N] , e[N];
int n,num[N];

inline ll inv(ll a,ll mod){ return a==1 ? 1 : inv(mod % a,mod) * (mod - mod/a) % mod;}

ll nCr(ll n,ll r){
	if(C[n][r]!=-1)return C[n][r];
	if(n==r)return 1;
	if(n<r)return 0;
	if(r==1)return n;
	return C[n][r] = (nCr(n-1,r-1) + nCr(n-1,r))%mod;
}

int divsor(){ // 返回num[] 里面总因子个数
	vector<int> s;
	for(int j = 0 ; j < n ; j++){
		for(int i = 2 ; i*i <= num[j] ; i++){
			if(num[j]%i == 0){
				while(num[j]%i==0) num[j]/=i , s.push_back(i);
			}
		}
		if(num[j]>1)  {
			s.push_back(num[j]);
		}
	}
	sort(s.begin(),s.end());
	int cnt=0;
	e[cnt]=s[0];en[cnt]=1;
	for(int i = 1 ; i < s.size() ; i++){
		if(s[i] != s[i-1]){
			e[++cnt]=s[i];
			en[cnt]=1;
		}else{
			en[cnt]++;
		}
	}
	return cnt+1;
}

ll mBallinTrickn(int m,int n){
	// 允许trick为空 
	// ans = nCr(n-1+m , n-1);
	// A1 > A2
	// 需要求逆元函数
	ll ret = 1;
	ll B = n-1+m , A1 = max(n-1,m), A2 = min(n-1,m);
	for(int i = A2+1 ; i <= B ; i++)
		ret = ret * i % mod;
	for(int i = 2 ; i <= A1 ; i++)
		ret = ret * inv(i,mod) % mod;
	return ret;
}

int main(){
//	freopen("in.txt","r",stdin);
//	freopen("out.txt","w",stdout);
	CLR(C,-1);

	while(cin >> n){
		CLR(en,0);
		for(int i = 0; i < n ; i++)
			scanf("%d",&num[i]);
		int cnt_div = divsor(); // cnt_div种球 每种en[i]个 放在n个坑里

		ll ans = 1;
		for(int i = 0 ; i < cnt_div ; i++) // 总的方案数(允许盒子为空)
			ans = ans * mBallinTrickn(en[i],n) % mod;
	
		for(int i = 1 ; i < n ; i++){ // 遍历 [1,n) 个坑
			int temp = nCr(n,i);
			for(int j = 0 ; j < cnt_div ; j++){ // 每排除i个坑,遍历一遍各种球
				temp = (temp*mBallinTrickn(en[j],n-i)) % mod;
			}
			ans = (ans + (i&1?-temp + mod:temp)) % mod ; 
		}
		printf("%lld\n" , ans);
	}
	return 0;
}

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