Description
一个有N个元素的集合有2^N个不同子集(包含空集),现在要在这2^N个集合中取出若干集合(至少一个),使得它们的交集的元素个数为K,求取法的方案数,答案模1000000007。(是质数喔~)Input
一行两个整数N,KOutput
一行为答案。Sample Input
3 2Sample Output
6HINT
【样例说明】 假设原集合为{A,B,C} 则满足条件的方案为:{AB,ABC},{AC,ABC},{BC,ABC},{AB},{AC},{BC} 【数据说明】 对于100%的数据,1≤N≤1000000;0≤K≤N;先选出k个\(\binom{n}{k}\),这下的集合随便选,但是不能有交集
那么交集为\(\emptyset\)=任意选\(-\)交集\(\geqslant 1\)的方案数\(+\)交集\(\geqslant 2\)的方案数\(-\)...
交集\(\geqslant i\)就是选出\(i\)个元素来,剩下的随便选
所以就是\(\sum\limits_{i=0}^n\binom{n}{i}(2^{2^{n-i}}-1)\),减一是因为不能都不选
组合数直接预处理逆元,\(2^{2^i}\)可以先把\(2^i\)预处理出来,取模用费马小定理——\(a^{p-1}\equiv 1(\%p)\),\(p\)为质数
其实也可以考虑\(2^{2^i}=2^{2^{i-1}}2^{2^{i-1}}\),然后一路平方过来即可
/*program from Wolfycz*/#include#include #include #include #include #define inf 0x7f7f7f7fusing namespace std;typedef long long ll;typedef unsigned int ui;typedef unsigned long long ull;inline char gc(){ static char buf[1000000],*p1=buf,*p2=buf; return p1==p2&&(p2=(p1=buf)+fread(buf,1,1000000,stdin),p1==p2)?EOF:*p1++;}inline int frd(){ int x=0,f=1; char ch=gc(); for (;ch<'0'||ch>'9';ch=gc()) if (ch=='-') f=-1; for (;ch>='0'&&ch<='9';ch=gc()) x=(x<<3)+(x<<1)+ch-'0'; return x*f;}inline int read(){ int x=0,f=1; char ch=getchar(); for (;ch<'0'||ch>'9';ch=getchar()) if (ch=='-') f=-1; for (;ch>='0'&&ch<='9';ch=getchar()) x=(x<<3)+(x<<1)+ch-'0'; return x*f;}inline void print(int x){ if (x<0) putchar('-'),x=-x; if (x>9) print(x/10); putchar(x%10+'0');}const int N=1e6,p=1e9+7;int fac[N+10],inv[N+10],g[N+10];void prepare(){ fac[0]=inv[0]=inv[1]=g[0]=1; for (int i=1;i<=N;i++) g[i]=2ll*g[i-1]%(p-1); for (int i=1;i<=N;i++) fac[i]=1ll*fac[i-1]*i%p; for (int i=2;i<=N;i++) inv[i]=1ll*(p-p/i)*inv[p%i]%p; for (int i=1;i<=N;i++) inv[i]=1ll*inv[i-1]*inv[i]%p;}int C(int n,int m){return 1ll*fac[n]*inv[m]%p*inv[n-m]%p;}int mlt(int a,int b){ int res=1; for (;b;b>>=1,a=1ll*a*a%p) if (b&1) res=1ll*res*a%p; return res;}int main(){ prepare(); int n=read(),k=read(),Ans=0; n=n-k; for (int i=0;i<=n;i++) Ans=(Ans+1ll*(i&1?-1:1)*C(n,i)*(mlt(2,g[n-i])-1)%p+p)%p; Ans=1ll*Ans*C(n+k,k)%p; printf("%d\n",Ans);}