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【模闆】多項式乘法(FFT/NTT)

題解:https://www.luogu.org/problemnew/show/P3803

題解:直接做是n^2的。可以用FFT優化。首先要知道一些知識。

一.機關複數根

定義:

【模闆】多項式乘法(FFT/NTT)

表示機關複數根,相當于将複平面的機關圓等分成n份(n一般是2的多少次幂),從實數軸逆時針旋轉對應的坐标。

性質:

【模闆】多項式乘法(FFT/NTT)

,

【模闆】多項式乘法(FFT/NTT)

。還是很容易推出來的。

二.點值表示法

一個n次多項式可以用n個坐标來代替。我們用機關複數根來當做坐标,要求出函數值。設:

【模闆】多項式乘法(FFT/NTT)

奇偶分類:

【模闆】多項式乘法(FFT/NTT)
【模闆】多項式乘法(FFT/NTT)
【模闆】多項式乘法(FFT/NTT)

将w(k,n)代入看、k<n/2

【模闆】多項式乘法(FFT/NTT)

将w(k+n/2,n)代入

【模闆】多項式乘法(FFT/NTT)

注意到上面兩個式子隻有一個符号不同,是以通過枚舉第一個式子可以O(1)的求出另一個,這樣規模就減半了。

三.逆變換

設:

【模闆】多項式乘法(FFT/NTT)

【模闆】多項式乘法(FFT/NTT)

四.疊代實作

通過觀察性質,反轉後的序列就是原序列的下标的二進制反轉。我們用數位dp的思想。r[i]表示将i翻轉後的下标。例如11001->10011。其實就是将最右邊的1移到最高位,剩下的1100已經在之前做過了,直接将兩部分合并就行了。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=1e6+10;
const double pi=acos(-1);
struct cp{
	double r,i;
	cp(){}
	cp(double x,double y){
		r=x;i=y;
	}
	cp operator +(const cp &a) const {
		return cp(r+a.r,i+a.i);
	} 
	cp operator - (const cp &a) const{
		return cp(r-a.r,i-a.i);
	}
	cp operator * (const cp &a)const {
		return cp(r*a.r-i*a.i,r*a.i+i*a.r);
	}
}a[N<<2],b[N<<2];
int R[N<<2];//反碼 
int n,m,L;

inline void fft(cp *a,int len,int op){
	
	for(int i=0;i<len;i++) {
		if(i<R[i]) swap(a[ i ],a[ R[i] ]);
	}
	for(int i=2;i<=len;i<<=1){// 
		cp wn=cp(cos(2*pi/i), op*sin(2*pi/i));//機關複數根 
		for(int j=0;j<len;j+=i){
			cp w=cp(1.0,0.0);
			for(int k=j;k<j+(i/2);k++,w=w*wn){
				cp u=a[k];
				cp v=w*a[k+i/2]; 
				a[k]=u+v;
				a[k+i/2]=u-v;
			}
			
		}
		
		
	}
	if(op==-1) for(int i=0;i<len;i++) a[i].r/=len;
}


int main(){
//	cp a=cp(1.0,2.0);
//	cp b=cp(1.0,2.0);
//	cp c=a*b;
	scanf("%d%d",&n,&m);
	for(int i=0;i<=n;i++) scanf("%lf",&a[i].r);
	for(int i=0;i<=m;i++) scanf("%lf",&b[i].r);
	
	// 初始化 
	m+=n;n=1;L=0;
	for(;n<=m;n<<=1)L++;
    for(int i=0;i<n;i++) R[i]=(R[i>>1]>>1)|(i&1)<<(L-1);
  
    fft(a,n,1);fft(b,n,1);
    for(int i=0;i<n;i++) a[i]=a[i]*b[i];
    fft(a,n,-1);

	for(int i=0;i<=m;i++) printf("%d ",(int)(a[i].r+0.5));//四舍五入 
		
	return 0;
} 

/*
3 4
1 2 3 4
1 2 3 4 5 

//0 4 2 6 1 5 3 7 R[i] n=8 

*/