#930697 (C++17) No.1100 Boxes

提出ソース

結果

問題	No.1100 Boxes
ユーザー	ecottea
提出日時	2023-11-24 03:39:37
言語	C++17 (gcc 12.3.0 + boost 1.83.0)
結果	AC
実行時間	33 ms / 2,000 ms
コード長	10,070 bytes
コンパイル時間	5,451 ms
コンパイル使用メモリ	271,264 KB
実行使用メモリ	7,800 KB
最終ジャッジ日時	2024-09-26 08:29:46
合計ジャッジ時間	5,996 ms
ジャッジサーバーID （参考情報）	judge1 / judge5

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テストケース

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入力	結果	実行時間実行使用メモリ
testcase_00	AC	2 ms 5,248 KB
testcase_01	AC	2 ms 5,248 KB
testcase_02	AC	1 ms 5,248 KB
testcase_03	AC	2 ms 5,376 KB
testcase_04	AC	2 ms 5,376 KB
testcase_05	AC	2 ms 5,376 KB
testcase_06	AC	2 ms 5,376 KB
testcase_07	AC	2 ms 5,376 KB
testcase_08	AC	2 ms 5,376 KB
testcase_09	AC	2 ms 5,376 KB
testcase_10	AC	2 ms 5,376 KB
testcase_11	AC	2 ms 5,376 KB
testcase_12	AC	2 ms 5,376 KB
testcase_13	AC	2 ms 5,376 KB
testcase_14	AC	2 ms 5,376 KB
testcase_15	AC	2 ms 5,376 KB
testcase_16	AC	2 ms 5,376 KB
testcase_17	AC	2 ms 5,376 KB
testcase_18	AC	2 ms 5,376 KB
testcase_19	AC	3 ms 5,376 KB
testcase_20	AC	4 ms 5,376 KB
testcase_21	AC	14 ms 5,376 KB
testcase_22	AC	27 ms 7,192 KB
testcase_23	AC	15 ms 5,376 KB
testcase_24	AC	16 ms 5,376 KB
testcase_25	AC	16 ms 5,492 KB
testcase_26	AC	31 ms 7,564 KB
testcase_27	AC	28 ms 6,992 KB
testcase_28	AC	9 ms 5,376 KB
testcase_29	AC	31 ms 7,316 KB
testcase_30	AC	28 ms 6,900 KB
testcase_31	AC	10 ms 5,376 KB
testcase_32	AC	18 ms 5,760 KB
testcase_33	AC	33 ms 7,800 KB
testcase_34	AC	33 ms 7,696 KB
testcase_35	AC	2 ms 5,376 KB
testcase_36	AC	24 ms 7,696 KB
testcase_37	AC	2 ms 5,376 KB
testcase_38	AC	15 ms 5,376 KB
testcase_39	AC	30 ms 7,620 KB

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ソースコード

raw source code

#ifndef HIDDEN_IN_VS // 折りたたみ用

// 警告の抑制
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

// ライブラリの読み込み
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

// 型名の短縮
using ll = long long; using ull = unsigned long long; // -2^63 ～ 2^63 = 9 * 10^18（int は -2^31 ～ 2^31 = 2 * 10^9）
using pii = pair<int, int>;	using pll = pair<ll, ll>;	using pil = pair<int, ll>;	using pli = pair<ll, int>;
using vi = vector<int>;		using vvi = vector<vi>;		using vvvi = vector<vvi>;	using vvvvi = vector<vvvi>;
using vl = vector<ll>;		using vvl = vector<vl>;		using vvvl = vector<vvl>;	using vvvvl = vector<vvvl>;
using vb = vector<bool>;	using vvb = vector<vb>;		using vvvb = vector<vvb>;
using vc = vector<char>;	using vvc = vector<vc>;		using vvvc = vector<vvc>;
using vd = vector<double>;	using vvd = vector<vd>;		using vvvd = vector<vvd>;
template <class T> using priority_queue_rev = priority_queue<T, vector<T>, greater<T>>;
using Graph = vvi;

// 定数の定義
const double PI = acos(-1);
const vi DX = { 1, 0, -1, 0 }; // 4 近傍（下，右，上，左）
const vi DY = { 0, 1, 0, -1 };
int INF = 1001001001; ll INFL = 4004004003104004004LL; // (int)INFL = 1010931620;

// 入出力高速化
struct fast_io { fast_io() { cin.tie(nullptr); ios::sync_with_stdio(false); cout << fixed << setprecision(18); } } fastIOtmp;

// 汎用マクロの定義
#define all(a) (a).begin(), (a).end()
#define sz(x) ((int)(x).size())
#define lbpos(a, x) (int)distance((a).begin(), std::lower_bound(all(a), x))
#define ubpos(a, x) (int)distance((a).begin(), std::upper_bound(all(a), x))
#define Yes(b) {cout << ((b) ? "Yes\n" : "No\n");}
#define YES(b) {cout << ((b) ? "YES\n" : "NO\n");}
#define rep(i, n) for(int i = 0, i##_len = int(n); i < i##_len; ++i) // 0 から n-1 まで昇順
#define repi(i, s, t) for(int i = int(s), i##_end = int(t); i <= i##_end; ++i) // s から t まで昇順
#define repir(i, s, t) for(int i = int(s), i##_end = int(t); i >= i##_end; --i) // s から t まで降順
#define repe(v, a) for(const auto& v : (a)) // a の全要素（変更不可能）
#define repea(v, a) for(auto& v : (a)) // a の全要素（変更可能）
#define repb(set, d) for(int set = 0, set##_ub = 1 << int(d); set < set##_ub; ++set) // d ビット全探索（昇順）
#define repis(i, set) for(int i = lsb(set), bset##i = set; i >= 0; bset##i -= 1 << i, i = lsb(bset##i)) // set の全要素（昇順）
#define repp(a) sort(all(a)); for(bool a##_perm = true; a##_perm; a##_perm = next_permutation(all(a))) // a の順列全て（昇順）
#define smod(n, m) ((((n) % (m)) + (m)) % (m)) // 非負mod
#define uniq(a) {sort(all(a)); (a).erase(unique(all(a)), (a).end());} // 重複除去
#define EXIT(a) {cout << (a) << endl; exit(0);} // 強制終了
#define inQ(x, y, u, l, d, r) ((u) <= (x) && (l) <= (y) && (x) < (d) && (y) < (r)) // 矩形内判定

// 汎用関数の定義
template <class T> inline ll pow(T n, int k) { ll v = 1; rep(i, k) v *= n; return v; }
template <class T> inline bool chmax(T& M, const T& x) { if (M < x) { M = x; return true; } return false; } // 最大値を更新（更新されたら true を返す）
template <class T> inline bool chmin(T& m, const T& x) { if (m > x) { m = x; return true; } return false; } // 最小値を更新（更新されたら true を返す）
template <class T> inline T get(T set, int i) { return (set >> i) & T(1); }

// 演算子オーバーロード
template <class T, class U> inline istream& operator>>(istream& is, pair<T, U>& p) { is >> p.first >> p.second; return is; }
template <class T> inline istream& operator>>(istream& is, vector<T>& v) { repea(x, v) is >> x; return is; }
template <class T> inline vector<T>& operator--(vector<T>& v) { repea(x, v) --x; return v; }
template <class T> inline vector<T>& operator++(vector<T>& v) { repea(x, v) ++x; return v; }

#endif // 折りたたみ用


#if __has_include(<atcoder/all>)
#include <atcoder/all>
using namespace atcoder;

#ifdef _MSC_VER
#include "localACL.hpp"
#endif

//using mint = modint1000000007;
using mint = modint998244353;
//using mint = modint; // mint::set_mod(m);

namespace atcoder {
	inline istream& operator>>(istream& is, mint& x) { ll x_; is >> x_; x = x_; return is; }
	inline ostream& operator<<(ostream& os, const mint& x) { os << x.val(); return os; }
}
using vm = vector<mint>; using vvm = vector<vm>; using vvvm = vector<vvm>; using vvvvm = vector<vvvm>;
#endif


#ifdef _MSC_VER // 手元環境（Visual Studio）
#include "local.hpp"
#else // 提出用（gcc）
inline int popcount(int n) { return __builtin_popcount(n); }
inline int popcount(ll n) { return __builtin_popcountll(n); }
inline int lsb(int n) { return n != 0 ? __builtin_ctz(n) : -1; }
inline int lsb(ll n) { return n != 0 ? __builtin_ctzll(n) : -1; }
inline int msb(int n) { return n != 0 ? (31 - __builtin_clz(n)) : -1; }
inline int msb(ll n) { return n != 0 ? (63 - __builtin_clzll(n)) : -1; }
#define gcd __gcd
#define dump(...)
#define dumpel(v)
#define dump_list(v)
#define dump_mat(v)
#define input_from_file(f)
#define output_to_file(f)
#define Assert(b) { if (!(b)) while (1) cout << "OLE"; }
#endif


//【階乗など（法が大きな素数）】
/*
* Factorial_mint(int N) : O(n)
*	N まで計算可能として初期化する．
*
* mint fact(int n) : O(1)
*	n! を返す．
*
* mint fact_inv(int n) : O(1)
*	1/n! を返す（n が負なら 0 を返す）
*
* mint inv(int n) : O(1)
*	1/n を返す．
*
* mint perm(int n, int r) : O(1)
*	順列の数 nPr を返す．
*
* mint bin(int n, int r) : O(1)
*	二項係数 nCr を返す．
*
* mint mul(vi rs) : O(|rs|)
*	多項係数 nC[rs] を返す．（n = Σrs）
*/
class Factorial_mint {
	int n_max;

	// 階乗と階乗の逆数の値を保持するテーブル
	vm fac, fac_inv;

public:
	// n! までの階乗とその逆数を前計算しておく．O(n)
	Factorial_mint(int n) : n_max(n), fac(n + 1), fac_inv(n + 1) {
		// verify : https://atcoder.jp/contests/dwacon6th-prelims/tasks/dwacon6th_prelims_b

		fac[0] = 1;
		repi(i, 1, n) fac[i] = fac[i - 1] * i;

		fac_inv[n] = fac[n].inv();
		repir(i, n - 1, 0) fac_inv[i] = fac_inv[i + 1] * (i + 1);
	}
	Factorial_mint() : n_max(0) {} // ダミー

	// n! を返す．
	mint fact(int n) const {
		// verify : https://atcoder.jp/contests/dwacon6th-prelims/tasks/dwacon6th_prelims_b

		Assert(0 <= n && n <= n_max);
		return fac[n];
	}

	// 1/n! を返す（n が負なら 0 を返す）
	mint fact_inv(int n) const {
		// verify : https://atcoder.jp/contests/abc289/tasks/abc289_h

		Assert(n <= n_max);
		if (n < 0) return 0;
		return fac_inv[n];
	}

	// 1/n を返す．
	mint inv(int n) const {
		// verify : https://atcoder.jp/contests/exawizards2019/tasks/exawizards2019_d

		Assert(0 < n && n <= n_max);
		return fac[n - 1] * fac_inv[n];
	}

	// 順列の数 nPr を返す．
	mint perm(int n, int r) const {
		// verify : https://atcoder.jp/contests/abc172/tasks/abc172_e

		Assert(n <= n_max);

		if (r < 0 || n - r < 0) return 0;
		return fac[n] * fac_inv[n - r];
	}

	// 二項係数 nCr を返す．
	mint bin(int n, int r) const {
		// verify : https://atcoder.jp/contests/abc034/tasks/abc034_c

		Assert(n <= n_max);
		if (r < 0 || n - r < 0) return 0;
		return fac[n] * fac_inv[r] * fac_inv[n - r];
	}

	// 多項係数 nC[rs] を返す．
	mint mul(const vi& rs) const {
		// verify : https://yukicoder.me/problems/no/2141

		if (*min_element(all(rs)) < 0) return 0;
		int n = accumulate(all(rs), 0);
		Assert(n <= n_max);

		mint res = fac[n];
		repe(r, rs) res *= fac_inv[r];

		return res;
	}
};


//【下位メビウス変換（大きさ依存, mod 998244353）】O(N log N)
/*
* [0..N) 上の集合関数 f(S) が S の大きさ |S| のみに依存する関数を用いて
*		f(S) = f[|S|]
* と書けるとする．このとき f(S) の下位集合からの累積和
*		g(S) = ΣT⊂S f(T) （S : [0..N) の部分集合）
* もまた
*		g(S) = g[|S|]
* と書ける．与えられた g[0..N] に対応する f[0..N] を返す．
*
* 具体的には
*		f[n] = Σk∈[0..n] (-1)^(n-k) bin(n,k) g[k]
* で表される．
*
* 制約：fm は N! まで計算可能
*/
vm set_submobius_size(vm g, const Factorial_mint& fm) {
	// verify : https://yukicoder.me/problems/no/2388

	//【方法】
	// メビウス変換の式を変形すると，
	//		f[n] = n! Σk∈[0..n] ((-1)^(n-k) / (n-k)!) (g[k] / k!)
	// となるので，畳込みで高速に計算できる．

	int N = sz(g) - 1;

	repi(n, 0, N) g[n] *= fm.fact_inv(n);

	vm coef(N + 1);
	repi(n, 0, N) coef[n] = (n % 2 ? -1 : 1) * fm.fact_inv(n);

	// coef と g を畳み込んで下側を取得する．
	vm f = convolution(coef, g);
	f.resize(N + 1);

	repi(n, 0, N) f[n] *= fm.fact(n);

	return f;
}


//【全射の数（ボールの区別あり，箱の区別あり，箱の中身は 1 個以上，m 一括, mod 998244353）】
/*
* 各 j∈[0..m] について，n 点集合から j 点集合への全射の数を格納したリストを返す．
*
* 制約 : fm は m! まで計算可能
* 
* 利用：【下位集合メビウス変換（大きさ依存, mod 998244353）】
*/
vm count_surjections_all_m(ll n, int m, const Factorial_mint& fm) {
	// verify: https://yukicoder.me/problems/no/1100

	//【方法】
	// n 点集合から m 点集合への写像のうち，特定の j 要素を射つものは j^n 通りである．
	// これに対して大きさ依存の下位集合メビウス変換を適用すれば，
	// n 点集合から m 点集合への写像のうち，特定の j 要素のみを射つものの個数が求まる．
	// これは n 点集合から j 点集合への全射の数にほかならない．

	vm g(m + 1);
	repi(j, 0, m) g[j] = mint(j).pow(n);

	vm f = set_submobius_size(g, fm);

	return f;
}


int main() {
//	input_from_file("input.txt");
//	output_to_file("output.txt");

	ll n; int k;
	cin >> n >> k;

	Factorial_mint fm(k);

	auto f = count_surjections_all_m(n, k, fm);
	dump(f);

	mint res = 0;
	repi(j, 0, k) if ((k - j) & 1) res += fm.bin(k, j) * f[j];

	cout << res << endl;
}