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問題 No.2367 Painting Gascket
ユーザー 👑 emthrmemthrm
提出日時 2023-06-30 23:16:55
言語 C++23
(gcc 12.3.0 + boost 1.83.0)
結果
AC  
実行時間 14 ms / 2,000 ms
コード長 6,394 bytes
コンパイル時間 2,392 ms
コンパイル使用メモリ 253,796 KB
実行使用メモリ 10,240 KB
最終ジャッジ日時 2024-07-07 11:11:46
合計ジャッジ時間 3,513 ms
ジャッジサーバーID
（参考情報） 		judge5 / judge2
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実行使用メモリ
testcase_00 AC 2 ms
6,816 KB
testcase_01 AC 2 ms
6,816 KB
testcase_02 AC 2 ms
6,940 KB
testcase_03 AC 2 ms
6,944 KB
testcase_04 AC 2 ms
6,940 KB
testcase_05 AC 2 ms
6,944 KB
testcase_06 AC 1 ms
6,940 KB
testcase_07 AC 1 ms
6,940 KB
testcase_08 AC 14 ms
10,240 KB
testcase_09 AC 10 ms
7,936 KB
testcase_10 AC 2 ms
6,944 KB
testcase_11 AC 11 ms
9,472 KB
testcase_12 AC 1 ms
6,944 KB
testcase_13 AC 5 ms
6,944 KB
testcase_14 AC 3 ms
6,944 KB
testcase_15 AC 3 ms
6,940 KB
testcase_16 AC 6 ms
6,940 KB
testcase_17 AC 12 ms
9,600 KB
testcase_18 AC 11 ms
8,192 KB
testcase_19 AC 8 ms
6,940 KB
testcase_20 AC 14 ms
9,728 KB
testcase_21 AC 9 ms
6,944 KB
testcase_22 AC 14 ms
9,984 KB
testcase_23 AC 11 ms
8,192 KB
testcase_24 AC 5 ms
6,940 KB
testcase_25 AC 5 ms
6,940 KB
testcase_26 AC 2 ms
6,940 KB
testcase_27 AC 10 ms
8,448 KB
testcase_28 AC 8 ms
7,680 KB
testcase_29 AC 2 ms
6,940 KB
testcase_30 AC 1 ms
6,944 KB
testcase_31 AC 2 ms
6,940 KB
testcase_32 AC 2 ms
6,944 KB
testcase_33 AC 14 ms
10,240 KB
testcase_34 AC 14 ms
10,240 KB
testcase_35 AC 13 ms
10,240 KB
testcase_36 AC 12 ms
10,240 KB
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ソースコード

diff # 

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define FOR(i,m,n) for(int i=(m);i<(n);++i)
#define REP(i,n) FOR(i,0,n)
#define ALL(v) (v).begin(),(v).end()
using ll = long long;
constexpr int INF = 0x3f3f3f3f;
constexpr long long LINF = 0x3f3f3f3f3f3f3f3fLL;
constexpr double EPS = 1e-8;
// constexpr int MOD = 998244353;
constexpr int MOD = 1000000007;
constexpr int DY4[]{1, 0, -1, 0}, DX4[]{0, -1, 0, 1};
constexpr int DY8[]{1, 1, 0, -1, -1, -1, 0, 1};
constexpr int DX8[]{0, -1, -1, -1, 0, 1, 1, 1};
template <typename T, typename U>
inline bool chmax(T& a, U b) { return a < b ? (a = b, true) : false; }
template <typename T, typename U>
inline bool chmin(T& a, U b) { return a > b ? (a = b, true) : false; }
struct IOSetup {
  IOSetup() {
    std::cin.tie(nullptr);
    std::ios_base::sync_with_stdio(false);
    std::cout << fixed << setprecision(20);
  }
} iosetup;

template <unsigned int M>
struct MInt {
  unsigned int v;

  constexpr MInt() : v(0) {}
  constexpr MInt(const long long x) : v(x >= 0 ? x % M : x % M + M) {}
  static constexpr MInt raw(const int x) {
    MInt x_;
    x_.v = x;
    return x_;
  }

  static constexpr int get_mod() { return M; }
  static constexpr void set_mod(const int divisor) {
    assert(std::cmp_equal(divisor, M));
  }

  static void init(const int x) {
    inv<true>(x);
    fact(x);
    fact_inv(x);
  }

  template <bool MEMOIZES = false>
  static MInt inv(const int n) {
    // assert(0 <= n && n < M && std::gcd(n, M) == 1);
    static std::vector<MInt> inverse{0, 1};
    const int prev = inverse.size();
    if (n < prev) return inverse[n];
    if constexpr (MEMOIZES) {
      // "n!" and "M" must be disjoint.
      inverse.resize(n + 1);
      for (int i = prev; i <= n; ++i) {
        inverse[i] = -inverse[M % i] * raw(M / i);
      }
      return inverse[n];
    }
    int u = 1, v = 0;
    for (unsigned int a = n, b = M; b;) {
      const unsigned int q = a / b;
      std::swap(a -= q * b, b);
      std::swap(u -= q * v, v);
    }
    return u;
  }

  static MInt fact(const int n) {
    static std::vector<MInt> factorial{1};
    if (const int prev = factorial.size(); n >= prev) {
      factorial.resize(n + 1);
      for (int i = prev; i <= n; ++i) {
        factorial[i] = factorial[i - 1] * i;
      }
    }
    return factorial[n];
  }

  static MInt fact_inv(const int n) {
    static std::vector<MInt> f_inv{1};
    if (const int prev = f_inv.size(); n >= prev) {
      f_inv.resize(n + 1);
      f_inv[n] = inv(fact(n).v);
      for (int i = n; i > prev; --i) {
        f_inv[i - 1] = f_inv[i] * i;
      }
    }
    return f_inv[n];
  }

  static MInt nCk(const int n, const int k) {
    if (n < 0 || n < k || k < 0) [[unlikely]] return MInt();
    return fact(n) * (n - k < k ? fact_inv(k) * fact_inv(n - k) :
                                  fact_inv(n - k) * fact_inv(k));
  }
  static MInt nPk(const int n, const int k) {
    return n < 0 || n < k || k < 0 ? MInt() : fact(n) * fact_inv(n - k);
  }
  static MInt nHk(const int n, const int k) {
    return n < 0 || k < 0 ? MInt() : (k == 0 ? 1 : nCk(n + k - 1, k));
  }

  static MInt large_nCk(long long n, const int k) {
    if (n < 0 || n < k || k < 0) [[unlikely]] return MInt();
    inv<true>(k);
    MInt res = 1;
    for (int i = 1; i <= k; ++i) {
      res *= inv(i) * n--;
    }
    return res;
  }

  constexpr MInt pow(long long exponent) const {
    MInt res = 1, tmp = *this;
    for (; exponent > 0; exponent >>= 1) {
      if (exponent & 1) res *= tmp;
      tmp *= tmp;
    }
    return res;
  }

  constexpr MInt& operator+=(const MInt& x) {
    if ((v += x.v) >= M) v -= M;
    return *this;
  }
  constexpr MInt& operator-=(const MInt& x) {
    if ((v += M - x.v) >= M) v -= M;
    return *this;
  }
  constexpr MInt& operator*=(const MInt& x) {
    v = (unsigned long long){v} * x.v % M;
    return *this;
  }
  MInt& operator/=(const MInt& x) { return *this *= inv(x.v); }

  constexpr auto operator<=>(const MInt& x) const = default;

  constexpr MInt& operator++() {
    if (++v == M) [[unlikely]] v = 0;
    return *this;
  }
  constexpr MInt operator++(int) {
    const MInt res = *this;
    ++*this;
    return res;
  }
  constexpr MInt& operator--() {
    v = (v == 0 ? M - 1 : v - 1);
    return *this;
  }
  constexpr MInt operator--(int) {
    const MInt res = *this;
    --*this;
    return res;
  }

  constexpr MInt operator+() const { return *this; }
  constexpr MInt operator-() const { return raw(v ? M - v : 0); }

  constexpr MInt operator+(const MInt& x) const { return MInt(*this) += x; }
  constexpr MInt operator-(const MInt& x) const { return MInt(*this) -= x; }
  constexpr MInt operator*(const MInt& x) const { return MInt(*this) *= x; }
  MInt operator/(const MInt& x) const { return MInt(*this) /= x; }

  friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const MInt& x) {
    return os << x.v;
  }
  friend std::istream& operator>>(std::istream& is, MInt& x) {
    long long v;
    is >> v;
    x = MInt(v);
    return is;
  }
};
using ModInt = MInt<MOD>;

int main() {
  int k, n; cin >> k >> n;
  // 0: 制約なし
  // 1: 1辺
  // 2: 2辺（同じ）
  // 3: 2辺（異なる）
  // 4: 3辺 (aaa)
  // 5: 3辺 (aab)
  // 6: 3辺 (abc)
  vector dp(k + 1, vector(7, ModInt(0)));
  dp[0][0] = n;
  dp[0][1] = dp[0][2] = dp[0][4] = n - 1;
  dp[0][3] = dp[0][5] = max(n - 2, 0);
  dp[0][6] = max(n - 3, 0);
  FOR(i, 1, k + 1) {
    dp[i][0] = dp[i - 1][1].pow(3) * n;
    dp[i][1] = dp[i - 1][2].pow(2) * dp[i - 1][1]  // 同じ
               + dp[i - 1][3].pow(2) * dp[i - 1][1] * (n - 1);  // 異なる
    dp[i][2] = dp[i - 1][4] * dp[i - 1][2].pow(2)  // 同じ
               + dp[i - 1][5] * dp[i - 1][3].pow(2) * (n - 1);  // 異なる
    dp[i][3] = dp[i - 1][5] * dp[i - 1][2] * dp[i - 1][3] * 2  // どちらかに同じ
               + dp[i - 1][6] * dp[i - 1][3].pow(2) * max(n - 2, 0);  // 異なる
    dp[i][4] = dp[i - 1][4].pow(3)  // 同じ
               + dp[i - 1][5].pow(3) * (n - 1);  // 異なる
    dp[i][5] = dp[i - 1][4] * dp[i - 1][5].pow(2)  // a に同じ
               + dp[i - 1][5].pow(3)  // b に同じ
               + dp[i - 1][5] * dp[i - 1][6].pow(2) * max(n - 2, 0);  // 異なる
    dp[i][6] = dp[i - 1][5].pow(2) * dp[i - 1][6] * 3  // どれかに同じ
               + dp[i - 1][6].pow(3) * max(n - 3, 0);  // 異なる
  }
  cout << dp[k][0] << '\n';
  return 0;
}
0