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問題 No.2137 Stairs of Permutation
ユーザー koba-e964koba-e964
提出日時 2023-07-07 02:07:31
言語 Rust
(1.77.0 + proconio)
結果
AC  
実行時間 295 ms / 2,000 ms
コード長 5,164 bytes
コンパイル時間 15,725 ms
コンパイル使用メモリ 377,880 KB
実行使用メモリ 158,080 KB
最終ジャッジ日時 2024-07-20 21:20:37
合計ジャッジ時間 20,358 ms
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（参考情報） 		judge5 / judge4
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実行使用メモリ
testcase_00 AC 1 ms
5,248 KB
testcase_01 AC 1 ms
5,376 KB
testcase_02 AC 43 ms
27,504 KB
testcase_03 AC 203 ms
111,316 KB
testcase_04 AC 167 ms
92,544 KB
testcase_05 AC 127 ms
71,476 KB
testcase_06 AC 274 ms
147,156 KB
testcase_07 AC 291 ms
155,136 KB
testcase_08 AC 27 ms
18,060 KB
testcase_09 AC 14 ms
9,188 KB
testcase_10 AC 36 ms
23,936 KB
testcase_11 AC 260 ms
140,524 KB
testcase_12 AC 94 ms
53,968 KB
testcase_13 AC 137 ms
76,288 KB
testcase_14 AC 207 ms
112,512 KB
testcase_15 AC 291 ms
155,136 KB
testcase_16 AC 90 ms
51,968 KB
testcase_17 AC 77 ms
45,952 KB
testcase_18 AC 124 ms
70,400 KB
testcase_19 AC 102 ms
58,596 KB
testcase_20 AC 64 ms
38,912 KB
testcase_21 AC 285 ms
153,064 KB
testcase_22 AC 1 ms
5,376 KB
testcase_23 AC 295 ms
158,080 KB
testcase_24 AC 1 ms
5,376 KB
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ソースコード

diff # 

use std::io::Read;

fn get_word() -> String {
    let stdin = std::io::stdin();
    let mut stdin=stdin.lock();
    let mut u8b: [u8; 1] = [0];
    loop {
        let mut buf: Vec<u8> = Vec::with_capacity(16);
        loop {
            let res = stdin.read(&mut u8b);
            if res.unwrap_or(0) == 0 || u8b[0] <= b' ' {
                break;
            } else {
                buf.push(u8b[0]);
            }
        }
        if buf.len() >= 1 {
            let ret = String::from_utf8(buf).unwrap();
            return ret;
        }
    }
}

fn get<T: std::str::FromStr>() -> T { get_word().parse().ok().unwrap() }

/// Verified by https://atcoder.jp/contests/abc198/submissions/21774342
mod mod_int {
    use std::ops::*;
    pub trait Mod: Copy { fn m() -> i64; }
    #[derive(Copy, Clone, Hash, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord)]
    pub struct ModInt<M> { pub x: i64, phantom: ::std::marker::PhantomData<M> }
    impl<M: Mod> ModInt<M> {
        // x >= 0
        pub fn new(x: i64) -> Self { ModInt::new_internal(x % M::m()) }
        fn new_internal(x: i64) -> Self {
            ModInt { x: x, phantom: ::std::marker::PhantomData }
        }
        pub fn pow(self, mut e: i64) -> Self {
            debug_assert!(e >= 0);
            let mut sum = ModInt::new_internal(1);
            let mut cur = self;
            while e > 0 {
                if e % 2 != 0 { sum *= cur; }
                cur *= cur;
                e /= 2;
            }
            sum
        }
        #[allow(dead_code)]
        pub fn inv(self) -> Self { self.pow(M::m() - 2) }
    }
    impl<M: Mod> Default for ModInt<M> {
        fn default() -> Self { Self::new_internal(0) }
    }
    impl<M: Mod, T: Into<ModInt<M>>> Add<T> for ModInt<M> {
        type Output = Self;
        fn add(self, other: T) -> Self {
            let other = other.into();
            let mut sum = self.x + other.x;
            if sum >= M::m() { sum -= M::m(); }
            ModInt::new_internal(sum)
        }
    }
    impl<M: Mod, T: Into<ModInt<M>>> Sub<T> for ModInt<M> {
        type Output = Self;
        fn sub(self, other: T) -> Self {
            let other = other.into();
            let mut sum = self.x - other.x;
            if sum < 0 { sum += M::m(); }
            ModInt::new_internal(sum)
        }
    }
    impl<M: Mod, T: Into<ModInt<M>>> Mul<T> for ModInt<M> {
        type Output = Self;
        fn mul(self, other: T) -> Self { ModInt::new(self.x * other.into().x % M::m()) }
    }
    impl<M: Mod, T: Into<ModInt<M>>> AddAssign<T> for ModInt<M> {
        fn add_assign(&mut self, other: T) { *self = *self + other; }
    }
    impl<M: Mod, T: Into<ModInt<M>>> SubAssign<T> for ModInt<M> {
        fn sub_assign(&mut self, other: T) { *self = *self - other; }
    }
    impl<M: Mod, T: Into<ModInt<M>>> MulAssign<T> for ModInt<M> {
        fn mul_assign(&mut self, other: T) { *self = *self * other; }
    }
    impl<M: Mod> Neg for ModInt<M> {
        type Output = Self;
        fn neg(self) -> Self { ModInt::new(0) - self }
    }
    impl<M> ::std::fmt::Display for ModInt<M> {
        fn fmt(&self, f: &mut ::std::fmt::Formatter) -> ::std::fmt::Result {
            self.x.fmt(f)
        }
    }
    impl<M: Mod> From<i64> for ModInt<M> {
        fn from(x: i64) -> Self { Self::new(x) }
    }
} // mod mod_int

macro_rules! define_mod {
    ($struct_name: ident, $modulo: expr) => {
        #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Hash)]
        struct $struct_name {}
        impl mod_int::Mod for $struct_name { fn m() -> i64 { $modulo } }
    }
}
const MOD: i64 = 998_244_353;
define_mod!(P, MOD);
type MInt = mod_int::ModInt<P>;

// Depends on MInt.rs
fn fact_init(w: usize) -> (Vec<MInt>, Vec<MInt>) {
    let mut fac = vec![MInt::new(1); w];
    let mut invfac = vec![0.into(); w];
    for i in 1..w {
        fac[i] = fac[i - 1] * i as i64;
    }
    invfac[w - 1] = fac[w - 1].inv();
    for i in (0..w - 1).rev() {
        invfac[i] = invfac[i + 1] * (i as i64 + 1);
    }
    (fac, invfac)
}

// https://yukicoder.me/problems/no/2137 (4)
// i, j, k in [1, N] を固定した時に、
// i, j, k がすべて問題の条件 (累積 max がそこで達成される) を満たす確率を求めれば良い。
// i, j, k がすべて異なる時、その確率は 1/(ijk) であるため、それらの和は 6\sum_{i<j<k}1/(ijk) である。
// これは 3 の分割を考えると \sum_{i,j,k}1/(ijk) - 3 \sum_{i,j}1/(ij^2) + 2 \sum_i 1/i^3 に等しい。
// i, j, k が 2 つだけ等しい時、すべて等しい時も同様に式変形できる。
fn main() {
    let n: usize = get();
    let (fac, invfac) = fact_init(n + 1);
    let mut sum1 = MInt::new(0);
    let mut sum2 = MInt::new(0);
    let mut sum3 = MInt::new(0);
    for i in 1..n + 1 {
        let tmp = fac[i - 1] * invfac[i];
        sum1 += tmp;
        sum2 += tmp * tmp;
        sum3 += tmp * tmp * tmp;
    }
    let mut ans = MInt::new(0);
    // 3 distinct indices
    ans += sum1.pow(3) - sum1 * sum2 * 3 + sum3 * 2;
    // 2 distinct indices
    ans += (sum1.pow(2) - sum2) * 3;
    // single index
    ans += sum1;
    println!("{}", ans * fac[n]);
}
0