I - Amidakuji Inversion
問題文
正整数 $N,K$ と $(1, 2, \ldots, N)$ の順列 $P = (P_1, P_2, \ldots, P_N)$ が与えられます。
順列 $P$ に対して、次の操作をちょうど $K$ 回行います。
- $1 \leq i \leq N-1$ を満たす整数 $i$ を一様ランダムに選び、$P_i$ と $P_{i+1}$ を入れ替える
$K$ 回の操作が完了した時点での順列 $P$ の転倒数の期待値を$\bmod ~ 998244353$ で求めてください。
順列 $P$ の転倒数とは?
$1 \leq i < j \leq N$ かつ $P_i > P_j$ を満たす整数組 $(i, j)$ の個数を順列 $P$ の転倒数と定義します。
期待値を$\bmod \, 998244353$ で求めるとは?
本問題の制約下において、答えとなる期待値は必ず有理数となることを証明できます。さらに、求める値を互いに素な $2$ つの非負整数 $P, Q$ を用いて $\frac{P}{Q}$ と表したとき、$R \times Q \equiv P\mod 998244353$ かつ $0 \leq R < 998244353$ を満たす整数 $R$ がただ一つ存在することを証明できます。このような $R$ を求めて出力してください。
制約
- $2 \leq N \leq 300$
- $1 \leq K \leq 300$
- $1 \leq P_i \leq N$
- $(P_1, P_2, \ldots, P_N)$ は $(1, 2, \ldots, N)$ の順列である
- 入力はすべて整数である
部分点
set1
$(10$ 点$)$: $N \leq 7$ かつ $K \leq 50$all
$(90$ 点$)$:追加の制約はない
入力
入力は以下の形式で標準入力から与えられます。
$N$ $K$
$P_1$ $P_2$ $\ldots$ $P_N$
出力
答えを出力してください。
3 2
1 2 3
1
$2$ 回の操作が完了した時点で順列 $P$ は、$\dfrac{1}{2}$ の確率で $(1, 2, 3)$、$\dfrac{1}{4}$ の確率で $(2, 3, 1)$、$\dfrac{1}{4}$ の確率で $(3, 1, 2)$ になります。$(1, 2, 3)$ の転倒数は $0$、$(2, 3, 1)$ の転倒数は $2$、$(3, 1, 2)$ の転倒数は $2$ なので、$2$ 回の操作が完了した時点で順列 $P$ の転倒数の期待値は $1$ です。
この入力例は部分点 set1
の制約を満たします。
20 24
3 16 1 20 9 8 14 7 19 6 4 11 13 17 2 5 15 18 10 12
530567411