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問題 No.3414 Aperiodic Sequence
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ユーザー wolgnik
提出日時 2025-12-18 13:37:33
言語 Rust
(1.83.0 + proconio)
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AC  
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最終ジャッジ日時 2025-12-20 23:31:13
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（参考情報） 		judge3 / judge4
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ソースコード

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use proconio::input;

const MOD: u64 = 998244353;

fn pow_mod(mut base: u64, mut exp: u64, m: u64) -> u64 {
    let mut result = 1u64;
    base %= m;
    while exp > 0 {
        if exp & 1 == 1 {
            result = result * base % m;
        }
        exp >>= 1;
        base = base * base % m;
    }
    result
}

fn mod_inv(a: u64, m: u64) -> u64 {
    pow_mod(a, m - 2, m)
}

struct Convolution {
    w: Vec<u64>,
    iw: Vec<u64>,
}

impl Convolution {
    fn new() -> Self {
        let g: u64 = 3;
        let ig: u64 = 332748118;
        let w: Vec<u64> = (0..24).map(|i| pow_mod(g, (MOD - 1) >> i, MOD)).collect();
        let iw: Vec<u64> = (0..24).map(|i| pow_mod(ig, (MOD - 1) >> i, MOD)).collect();
        Convolution { w, iw }
    }

    fn fmt(&self, k: usize, a: &mut Vec<u64>) {
        for l in (1..=k).rev() {
            let d = 1 << (l - 1);
            let w = self.w[l];
            let mut i = 0;
            while i < a.len() {
                let mut u = 1u64;
                for j in 0..d {
                    let s = i + j;
                    let x = a[s];
                    let y = a[s + d];
                    a[s] = (x + y) % MOD;
                    a[s + d] = u * ((x + MOD - y) % MOD) % MOD;
                    u = u * w % MOD;
                }
                i += d * 2;
            }
        }
    }

    fn ifmt(&self, k: usize, a: &mut Vec<u64>) {
        for l in 1..=k {
            let d = 1 << (l - 1);
            let w = self.iw[l];
            let mut i = 0;
            while i < a.len() {
                let mut u = 1u64;
                for j in 0..d {
                    let s = i + j;
                    let y = a[s + d] * u % MOD;
                    let x = a[s];
                    a[s] = (x + y) % MOD;
                    a[s + d] = (x + MOD - y) % MOD;
                    u = u * w % MOD;
                }
                i += d * 2;
            }
        }
    }

    fn convolve(&self, a: &[u64], b: &[u64]) -> Vec<u64> {
        let n0 = a.len() + b.len() - 1;
        if n0 == 1 {
            return vec![a[0] * b[0] % MOD];
        }

        if a.len().min(b.len()) <= 50 {
            let mut res = vec![0u64; n0];
            for (i, &ai) in a.iter().enumerate() {
                for (j, &bj) in b.iter().enumerate() {
                    res[i + j] = (res[i + j] + ai * bj) % MOD;
                }
            }
            return res;
        }

        let k = (n0 as u64).next_power_of_two().trailing_zeros() as usize;
        let n = 1 << k;

        let mut a_ext = a.to_vec();
        a_ext.resize(n, 0);
        let mut b_ext = b.to_vec();
        b_ext.resize(n, 0);

        self.fmt(k, &mut a_ext);
        self.fmt(k, &mut b_ext);

        let mut c: Vec<u64> = (0..n).map(|i| a_ext[i] * b_ext[i] % MOD).collect();
        self.ifmt(k, &mut c);

        let invn = mod_inv(n as u64, MOD);
        c.iter_mut().for_each(|x| *x = *x * invn % MOD);
        c.truncate(n0);
        c
    }
}

fn fps_inv(conv: &Convolution, f: &[u64], deg: usize) -> Vec<u64> {
    let mut res = vec![mod_inv(f[0], MOD)];
    let mut d = 1usize;
    while d < deg {
        d <<= 1;
        let f_trunc: Vec<u64> = f.iter().take(d).cloned().collect();
        let mut fg = conv.convolve(&res, &f_trunc);

        let ln = fg.len();
        for i in 0..ln {
            fg[i] = (MOD - fg[i] % MOD) % MOD;
        }
        fg.resize(d, 0);
        fg[0] = (fg[0] + 2) % MOD;

        res = conv.convolve(&res, &fg);
        res.truncate(d);
    }
    res.truncate(deg);
    res
}

fn calc_g(conv: &Convolution, v: &[u64], m: usize) -> Vec<u64> {
    let n = v.len();
    if n == 0 {
        return vec![0; m + 1];
    }

    let deg = m + 2;
    let mut polys: Vec<Vec<u64>> = v
        .iter()
        .map(|&vi| vec![1, (MOD - vi % MOD) % MOD])
        .collect();

    while polys.len() > 1 {
        let mut new_polys = Vec::new();
        let mut i = 0;
        while i < polys.len() {
            if i + 1 < polys.len() {
                let mut q_new = conv.convolve(&polys[i], &polys[i + 1]);
                if q_new.len() > deg {
                    q_new.truncate(deg);
                }
                new_polys.push(q_new);
            } else {
                new_polys.push(polys[i].clone());
            }
            i += 2;
        }
        polys = new_polys;
    }

    let mut q = polys.into_iter().next().unwrap();
    q.truncate(deg);

    let q_deriv: Vec<u64> = (0..q.len().saturating_sub(1))
        .map(|k| (k as u64 + 1) * q[k + 1] % MOD)
        .collect();
    let neg_q_deriv: Vec<u64> = q_deriv.iter().map(|&x| (MOD - x % MOD) % MOD).collect();

    let q_inv = fps_inv(conv, &q, m + 1);
    let s = conv.convolve(&neg_q_deriv, &q_inv);

    let mut result = vec![n as u64];
    for i in 0..m {
        if i < s.len() {
            result.push(s[i]);
        } else {
            result.push(0);
        }
    }
    result
}

fn main() {
    input! {
        n: usize,
        m: usize,
        v: [u64; n],
    }

    let conv = Convolution::new();
    let g = calc_g(&conv, &v, m);

    // メビウス関数
    let mut mobius = vec![0i64; m + 1];
    mobius[1] = 1;
    let mut spf: Vec<usize> = (0..=m).collect();
    let sqrt_m = (m as f64).sqrt() as usize + 1;
    for i in 2..=sqrt_m {
        if spf[i] == i {
            let mut j = i * i;
            while j <= m {
                if spf[j] == j {
                    spf[j] = i;
                }
                j += i;
            }
        }
    }

    for i in 2..=m {
        let p = spf[i];
        let prev = i / p;
        if prev % p == 0 {
            mobius[i] = 0;
        } else {
            mobius[i] = -mobius[prev];
        }
    }

    // 約数
    let mut divisors: Vec<Vec<usize>> = vec![Vec::new(); m + 1];
    for i in 1..=m {
        let mut j = i;
        while j <= m {
            divisors[j].push(i);
            j += i;
        }
    }

    // solve
    let mut res = Vec::with_capacity(m);
    for n in 1..=m {
        let mut f = 0u64;
        for &d in &divisors[n] {
            let mu = mobius[n / d];
            if mu != 0 {
                let base = g[n / d];
                let val = pow_mod(base, d as u64, MOD);
                if mu > 0 {
                    f = (f + val) % MOD;
                } else {
                    f = (f + MOD - val) % MOD;
                }
            }
        }
        res.push(f.to_string());
    }

    println!("{}", res.join(" "));
}
0