/
binomial.hpp
100 lines (87 loc) · 2.24 KB
/
binomial.hpp
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
#pragma once
#include <cassert>
#include <type_traits>
#include <vector>
using namespace std;
// コンストラクタの MAX に 「C(n, r) や fac(n) でクエリを投げる最大の n 」
// を入れると倍速くらいになる
// mod を超えて前計算して 0 割りを踏むバグは対策済み
template <typename T>
struct Binomial {
vector<T> f, g, h;
Binomial(int MAX = 0) {
assert(T::get_mod() != 0 && "Binomial<mint>()");
f.resize(1, T{1});
g.resize(1, T{1});
h.resize(1, T{1});
if (MAX > 0) extend(MAX + 1);
}
void extend(int m = -1) {
int n = f.size();
if (m == -1) m = n * 2;
m = min<int>(m, T::get_mod());
if (n >= m) return;
f.resize(m);
g.resize(m);
h.resize(m);
for (int i = n; i < m; i++) f[i] = f[i - 1] * T(i);
g[m - 1] = f[m - 1].inverse();
h[m - 1] = g[m - 1] * f[m - 2];
for (int i = m - 2; i >= n; i--) {
g[i] = g[i + 1] * T(i + 1);
h[i] = g[i] * f[i - 1];
}
}
T fac(int i) {
if (i < 0) return T(0);
while (i >= (int)f.size()) extend();
return f[i];
}
T finv(int i) {
if (i < 0) return T(0);
while (i >= (int)g.size()) extend();
return g[i];
}
T inv(int i) {
if (i < 0) return -inv(-i);
while (i >= (int)h.size()) extend();
return h[i];
}
T C(int n, int r) {
if (n < 0 || n < r || r < 0) return T(0);
return fac(n) * finv(n - r) * finv(r);
}
inline T operator()(int n, int r) { return C(n, r); }
template <typename I>
T multinomial(const vector<I>& r) {
static_assert(is_integral<I>::value == true);
int n = 0;
for (auto& x : r) {
if (x < 0) return T(0);
n += x;
}
T res = fac(n);
for (auto& x : r) res *= finv(x);
return res;
}
template <typename I>
T operator()(const vector<I>& r) {
return multinomial(r);
}
T C_naive(int n, int r) {
if (n < 0 || n < r || r < 0) return T(0);
T ret = T(1);
r = min(r, n - r);
for (int i = 1; i <= r; ++i) ret *= inv(i) * (n--);
return ret;
}
T P(int n, int r) {
if (n < 0 || n < r || r < 0) return T(0);
return fac(n) * finv(n - r);
}
// [x^r] 1 / (1-x)^n
T H(int n, int r) {
if (n < 0 || r < 0) return T(0);
return r == 0 ? 1 : C(n + r - 1, r);
}
};