数学

本章介绍算法竞赛中可能用到的数学知识。计算机科学与数学紧密相关,算法竞赛中尤其强调数论、组合数学、概率期望、多项式等离散数学内容。

章节目录

基础运算

专题说明
进位制不同进制转换
位运算位操作技巧
二进制集合用二进制表示集合
高精度计算大整数运算
快速幂 幂运算

数论

专题核心内容
数论基础整除、同余
素数素性测试、筛法
GCD欧几里得算法
模运算模意义下的运算
模逆元费马小定理、扩展欧几里得
欧拉函数
CRT同余方程组

多项式与生成函数

专题说明
FFT 多项式乘法
NTT取模意义下的 FFT
OGF组合计数
EGF排列计数

组合数学

专题说明
排列组合基本计数原理
容斥原理集合计数
卡特兰数经典计数数列
斯特林数划分与排列计数

线性代数

专题说明
矩阵矩阵运算与快速幂
行列式行列式计算
线性基异或空间
高斯消元线性方程组

概率与博弈

专题说明
概率论概率基础
[[17.博弈论博弈论]]
公平博弈Nim游戏、SG函数

其他

专题说明
置换置换群
复数复数运算
线性规划单纯形法
抽象代数群环域

数学在算法中的应用

  • 优化算法复杂度:用多项式优化卷积形式的背包
  • 递推分析:用生成函数推导和优化递推
  • 构造证明:利用数学性质证明算法正确性

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