#abc249h. [abc249_h]Dye Color
[abc249_h]Dye Color
题目描述
有 个编号为 到 的小球。初始时,小球 涂有颜色 。
颜色用介于 到 之间的整数表示。
考虑重复以下操作,直到所有小球的颜色都相同。
- 将由 个小球组成的集合的 个子集(包括空集)中的一个子集等概率地选择出来。设所选小球的索引为 。然后,在整数 中等概率地选择 个整数,并获得一个排列。设所选排列为 。对于使 成立的每个整数 ,将小球 的颜色修改为 。
求操作次数的期望值,对 取模后的结果。
注意:我们可以证明所求期望值总是一个有理数。在此问题的约束下,当该值被两个互质的整数 和 表示为 时,我们可以证明存在一个唯一的整数 ,满足 并且 。请求出这个 。
约束条件
- 输入的所有值都是整数。
输入
输入数据从标准输入获得,格式如下:
输出
打印答案。
示例输入 1
2
1 2
示例输出 1
4
重复操作直到选择大小为 的子集,并将小球的颜色更改为不在子集中的小球的颜色。根据概率计算,$\\displaystyle \\frac{2}{4} \\times \\frac{1}{2}=\\frac{1}{4}$,所以期望值为 。
示例输入 2
3
1 1 1
示例输出 2
0
由于小球的颜色已经相同,所以不会执行任何操作。
示例输入 3
10
3 1 4 1 5 9 2 6 5 3
示例输出 3
900221128