loj#P2271. 「SDOI2017」遗忘的集合

    ID: 15546 传统题 5000ms 512MiB 尝试: 0 已通过: 0 难度: (无) 上传者: 标签>数学多项式 / 形式幂级数DFT(含 NTT)及FFTSDOI2017生成函数 / 母函数

「SDOI2017」遗忘的集合

题目描述

小 Q 在他的个人主页上放出了一个悬赏:征集只含正整数的非空集合 SS,其中的每个元素都不超过 nn,并且满足一些附加条件。

众所周知,我们可以很轻松地对于任意不超过 nn 的正整数 xx,计算出把 xx 表示成 SS 中元素之和的方案数 f(x)f(x),在这里我们约定,在任意方案中每个数字可以出现多次,但是不考虑数字出现的顺序。

例如,当 S={1,2,3,4,5}S = \{1,2,3,4,5\} 时,我们可以计算出 f(2)=2f(2) = 2f(3)=3f(3) = 3f(4)=5f(4) = 5f(5)=7f(5) = 7

再例如,当 S={1,2,5}S = \{1,2,5\} 时,我们可以计算出 f(4)=3f(4) = 3f(5)=4f(5) = 4f(6)=5f(6) = 5f(7)=6f(7) = 6

麻烦地是现在小 Q 忘记了 SS 里有哪些元素,幸运地是他用存储设备记录下了所有 f(i)modpf(i) \bmod p 的值,小 Q 希望你能利用这些信息帮他恢复出 SS 原来的样子。

具体来说,他希望你找到这样一个正整数的非空集合 SS,其中的每个元素都不超过 nn,并且对于任意的 i=1,2,,ni = 1,2,··· ,n,满足把 ii 表示成 SS 中元素之和的方案数在模 pp 意义下等于 f(i)f(i),其中 pp 是记录在存储设备中的一个质数。他向你保证:一定存在这样的集合 SS

然而,小 Q 觉得他存储的信息并不足以恢复出唯一的 SS,也就是说,可能会存在多个这样的集合 SS,所以小 Q 希望你能给出所有解中字典序最小的解。

对于满足条件的两个不同的集合 S1S_1S2S_2,我们认为 S1S_1 的字典序比 S2S_2 的字典序小,当且仅当存在非负整数 kk,使得 S1S_1 的前 kk 小元素与 S2S_2 的前 kk 小元素完全相等,并且,要么 S1S_1 的元素个数为 kk,且 S2S_2 的元素个数至少为 (k+1)(k+1),要么 S1S_1S2S_2 都有至少 (k+1)(k+1) 个元素,且 S1S_1 的第 (k+1)(k+1) 小元素比 S2S_2 的第 (k+1)(k+1) 小元素小。

输入格式

第一行包含两个整数 nnpp,满足 pp 是质数。
第二行包含 nn 个整数 f(1),f(2),,f(n)f(1), f(2), \dots , f(n),含义见题目描述。
保证每一行中相邻的整数由恰好一个空格隔开,并且末尾没有多余的空格。

输出格式

你需要输出两行信息来描述字典序最小的解,其中第一行包含一个整数 m(m>0)m (m > 0),表示 SS 的元素个数,第二行包含 mm 个正整数 s1,s2,,sms_1, s_2, \dots , s_m,表示将 SS 的所有元素按升序排序后得到的序列。
你需要保证输出的每一行中相邻的整数由恰好一个空格隔开,并且每一行的末尾没有多余的空格。

5 1000003
1 2 3 5 7
5
1 2 3 4 5
9 1000003
1 2 2 3 4 5 6 7 8
3
1 2 5

数据范围与提示

对于 100%100\% 的数据,有 1n<2181 \leq n < 2^{18}106p<23010^6 \leq p < 2^{30}0f(i)<p(i=1,2,,n)0 \leq f(i)<p(i=1,2,···,n)

测试点编号 nn pp 特殊约定
11 n=5n = 5 p=1000003p = 1000003 无特殊约定
22 n20n \leq 20 同最大限制
33 n25n \leq 25
44
55 n5000n \leq 5000 sm40s_m \leq 40
66
77 n8000n \leq 8000 p=1000003p = 1000003 无特殊约定
88 p=1000000007p = 1000000007
99 同最大限制
1010 m=smm = s_m
1111 同最大限制
1212
1313
1414
1515 p=998244353p = 998244353 无特殊约定
1616 p=991668907p = 991668907
1717 p=1000000007p = 1000000007
1818 同最大限制
1919
2020