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零些二元函数

有标号边双计数(25.11.11)

\(f_{n, m}\) 表示 \(n\) 个点形成含 \(m\) 个点双的连通图的方案数。

\(g_n\) 表示 \(n\) 个点的连通图数量。\(g_n\) 容易通过容斥算出:

\[g_n = 2^{\binom{n}{2}} - \sum_{i=1}^{n - 1} \binom{n - 1}{i - 1} \times g_i \times 2^{\binom{n - i}{2}}\\ \]

\(f_{n, 1}\) 可以通过容斥得到:

\[f_{n, m} = g_n - \sum_{i=2}^n f_{n, i} \]

关键是计算 \(f_{n, m}\),其中 \(m \gt 1\)。圆方树建出来后,设这 \(m\) 个方点的子节点个数为 \(a_i\),那么这个点双内部的方案数就是 \(f_{a_i + 1, 1}\)。点双之间的连边,相当于有 \(m + 1\) 个连通块,大小为 \(1, a_1, a_2, \dots\)。直接连的方案数是 \(n^{m - 1} \times \prod a_i\)。由于我们不关心一个点双是哪一个节点连向父节点(即实际上是方点连出去的),所以方案数要除掉 \(\prod a_i\),也就是 \(n^{m - 1}\)。因此最终的式子就是:

\[\begin{aligned} f_{n, m} &= \sum_{a_1 + \dots + a_m = n - 1} \frac{1}{m!} \times \binom{n - 1}{a_1, \dots, a_m} n^{m - 1} \prod_{i=1}^m f_{a_i + 1, 1}\\ &= \frac{n^{m - 1}(n-1)!}{m!} \sum_{a_1 + \dots + a_m = n - 1} \prod_{i=1}^m \frac{f_{a_i + 1, 1}}{a_i!} \end{aligned} \]

可以通过辅助数组 \(h_{n, m} = \sum_{\sum a_i = n} \prod \frac{f_{a_i + 1, 1}}{a_i}\) 进行转移。最终可以在 \(O(n^3)\) 内解决。

http://www.jsqmd.com/news/37562/

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