§ Part. 1 FFT
∆ Part. 1-1 Main
对于一个 n 次多项式 F(x)=∑i=0naixi,在平面直角坐标系中可以由 n+1 个点唯一确定。
考虑带什么样的 x 进去,能够快速计算 xn 并且有一定的性质,DFT 采用的是复单位根。
那么 DFT 就是把 F(x) 转为点值表示。我们来推式子:
先令 L(x)=∑i=0⌊2n⌋−1a2ix2i,R(x)=∑i=0⌊2n⌋−1a2i+1x2i。
F(ωnk)=L((ωnk)2)+ωnkR((ωnk)2)=L(ωn2k)+ωnkR(ωn2k)=L(ω⌊2n⌋k)+ωnkR(ω⌊2n⌋2k)
同时:
F(ωnk+⌊2n⌋)=L(ωn2k)+ωnk+⌊2n⌋R(ωn2k)=L(ω⌊2n⌋k)−ωnkR(ω⌊2n⌋k)
于是你直接分治,这是 DFT,注意要把多项式长度调整为 2 的幂。
递归常数大,考虑迭代。你会发现分治后的序列与原序列的关系是下标的二进制反转,然后就完了。
void fft(Poly &f,int op)
{
for(int i=0;i<lim;++i) if(i<rev[i]) swap(f[i],f[rev[i]]);
for(int len=2;len<=lim;len<<=1)
{
comp bas(cos(2*bh_pi/len),op*sin(2*bh_pi/len));
for(int fr=0;fr<lim;fr+=len)
{
comp now(1,0);
for(int ba=fr;ba<fr+(len>>1);++ba,now*=bas)
{
comp tmp=now*f[ba+(len>>1)];
f[ba+(len>>1)]=f[ba]-tmp;
f[ba]+=tmp;
}
}
}
if(op==-1) for(int i=0;i<lim;++i) f[i]/=lim;
}