虽然一点不懂,但是看着代码短得感人,背过就好了吧。
或
与
异或
代码实现
记忆
有些东西不用全靠硬背,可以有技巧地背
或
进行或运算,通常数会往大里走,所以较高位的数要加上较低位的数 (雾)
与
与 与 或 相反,通常数会往小里走,于是 是较低位的数加上较高位的数 (大雾)
异或
有点特殊? 有点像 FFT?那就记成 FFT 的形式就好了吧...
IFWT
IFWT 就是把 FWT 给还原一下就好了吧。
之前某位置加上了一个数,而现在那个数还没变 (大雾),那么就把那个数减掉就好了吧。
(对于异或)找不到之前那个数?没关系,可以列个方程解出来 (大雾)
注意!!
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FWT不用倍长,不用蝴蝶变换
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FWT里面还是尽量用<=比较安全,只要空间足够就没啥问题。特别注意一点:选取limit时要while (limi <= n)!!这时候一定要小于等于,否则不全!!
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其余各项同ntt里面的注意
补充说明:
对于或卷积:(\(FWT:f[] -> f'[]\))
发现 \(f'[i]\) 为 \(i\) 的子集的权值和,因此可以做一些子集问题,如:P3175 [HAOI2015]按位或
子集卷积
给定\(a, b\)数组,令:
即在 \(k\) 中找到两个互不相交的子集 \(i,j\),计算 \(a_i * b_j\) 的总和
如果不要求互不相交,那么就是个 FWT_OR 的板子题了。如果要求互不相交,那么只需加上限制 \(|i| + |j| = |k|\)。
于是,我们可以枚举 \(|i|,|j|,|k|\),然后将所有大小为 \(|i|,|j|\) 的 \(|a_i|,|b_j|\) 的总和乘一块加给 \(c_k\),然后再将 \(c\) 数组卷回去,即为答案。
例题:P6570 [NOI Online #3 提高组]优秀子序列(民间数据)(洛谷数据可以被暴力水过,随机数据下本机也可过,但是CCF的评测机太慢,过不去)
应用
4589: Hard Nim
经典Nim游戏(轮流取石子,无法操作者为负)。
n堆石子满足每堆石子的初始数量是不超过m的质数。
求先手必败局面数。
n <= 1e9, m <= 5e4
最朴素的方法自然是枚举每一种方案,判断其合法不合法。
复杂度:O(\(nm^n\))
当只有两个sigma(n=2)的时候是:
即
是异或卷积的形式。
(思维逐渐混乱)
根据FFT相关计数题目的经验,我们可以用权值数组。即 \(a[i]\) 表示异或值为 \(i\) 有多少种情况。然后就可以用FWT了。
考虑类似快速幂的方法,以快速幂的格式,把 \(a[~]\) 当作 \(x\),做多项式快速幂,最终答案就是 \(a[0]\)。复杂度大概\(O(m~logm~logn\))(有点悬?)
一想到多项式快速幂,我们就成功的走向了大弯路,甚至复杂度都有点保不住。不要忘记FFT,NTT,FWT都是借助点值表示加速的本质。在转化成点值表示以后,仍支持交换律,结合律等,因此可以直接把每个点值做快速幂。复杂度\(O(m~logm~+~m~logn)\)
\(Code:\)
limi = 1;
while (limi <= m) limi <<= 1;
for (register int i = 0; i <= m; ++i) A[i] = (!depri[i]);
FWT_xor(A, 1);
for (register int i = 0; i <= limi; ++i) A[i] = quickpow(A[i], n);
FWT_xor(A, -1);
printf("%lld\n", A[0]);
CF662C Binary Table
有一个 n 行 m 列的表格,每个元素都是 0/1 ,每次操作可以选择一行或一列,把 0/1 翻转,即把 0 换为 1 ,把 1 换为 0 。请问经过若干次操作后,表格中最少有多少个 1 。
\(n<=20, m<=1e5\)
考虑枚举行翻转情况为State。设一开始第 i 列的情况为 \(S_i\),则对于每个 \(State\) 来说,答案为(\(F_s\)表示某一列状态为 \(s\) 的最大贡献(1个数):
转换枚举对象: 枚举 对行操作后的列状态 X(方便直接使用 \(F_X\) 统计答案) 和 \(S_i\) (\(Q_s\) 表示状态为 \(S\) 的列有多少个):
稍作变换:
即:
然后预处理出 F 和 Q ,FWT即可。
练习题
附
FWT模板(调试用)
inline void FWT_or(ll *a, int type) {
for (register int i = 1; i < limi; i <<= 1) {
for (register int j = 0; j < limi; j += (i << 1)) {
for (register int p = 0; p < i; ++p) {
a[i + j + p] = (a[i + j + p] + a[j + p] * type) % P;
if (a[i + j + p] < 0) a[i + j + p] += P;
}
}
}
}
inline void sol_or() {
memcpy(tp1, A, sizeof(A));
memcpy(tp2, B, sizeof(B));
FWT_or(tp1, 1); FWT_or(tp2, 1);
for (register int i = 0; i < limi; ++i) C[i] = tp1[i] * tp2[i] % P;
FWT_or(C, -1);
for (register int i = 0; i < limi; ++i) printf("%lld ", C[i]);
puts("");
}
inline void FWT_and(ll *a, int type) {
for (register int i = 1; i < limi; i <<= 1) {
for (register int j = 0; j < limi; j += (i << 1)) {
for (register int p = 0; p < i; ++p) {
a[j + p] = (a[j + p] + a[i + j + p] * type) % P;
if (a[j + p] < 0) a[j + p] += P;
}
}
}
}
inline void sol_and() {
memcpy(tp1, A, sizeof(A));
memcpy(tp2, B, sizeof(B));
FWT_and(tp1, 1); FWT_and(tp2, 1);
for (register int i = 0; i < limi; ++i) C[i] = tp1[i] * tp2[i] % P;
FWT_and(C, -1);
for (register int i = 0; i < limi; ++i) printf("%lld ", C[i]);
puts("");
}
inline void FWT_xor(ll *a, int type) {
for (register int i = 1; i < limi; i <<= 1) {
for (register int j = 0; j < limi; j += (i << 1)) {
for (register int p = 0; p < i; ++p) {
ll nx = a[j + p], ny = a[i + j + p];
a[j + p] = (nx + ny) % P;
a[i + j + p] = (nx - ny + P) % P;
if (type == -1) {
a[j + p] = a[j + p] * inv2 % P;
a[i + j + p] = a[i + j + p] * inv2 % P;
}
}
}
}
}
inline void sol_xor() {
memcpy(tp1, A, sizeof(A));
memcpy(tp2, B, sizeof(B));
FWT_xor(tp1, 1); FWT_xor(tp2, 1);
for (register int i = 0; i < limi; ++i) C[i] = tp1[i] * tp2[i] % P;
FWT_xor(C, -1);
for (register int i = 0; i < limi; ++i) printf("%lld ", C[i]);
puts("");
}