方差(variance)

方差(variance)

题目描述:

给定 nn ,求所有 nn 个点有标号无根树的度数的方差之和。对 998244353998244353 取模。

n≤106n\le 10^6 。

根据 Prufer 序列,所有nn 个点有标号无根树与长度为 n−2n-2 ,每一个元素范围 [1,n][1,n] 的序列一一对应,且 ii 在序列中出现的次数为 di−1d_i-1 。

设方差为 DD ,平均值为 p=2(n−1)np=\frac{2(n-1)}{n} ,则:

D=1n∑i=1ndi2−p2D=\frac{1}{n}\sum_{i=1}^n d_i^2-p^2

先看 −p2-p^2 这一项。由 Prufer 序列得共有 nn−2n^{n-2} 种有标号无根树,故这一项的和为 −nn−2p2-n^{n-2}p^2 。

再看前面一项。由对称性,我们不妨只计算在所有的有标号无根树中 d12d_1^2 的和,最后将答案 ×n\times n 即可。

我们枚举 d1d_1 的值,并计算有多少种有标号无根树满足 11 的度数为 d1d_1 ,则由 Prufer 序列,这一件事等价于一个长度 n−2n-2 ,值域 [1,n][1,n] 的序列中拥有恰好 d1−1d_1-1 个 11 。因此不妨钦定序列中 d1−1d_1-1 个位置为 11 ,其余位置为 [2,n][2,n] 中任意值,则有 (n−2d1−1)(n−1)n−2−(d1−1)\binom{n-2}{d_1-1}(n-1)^{n-2-(d_1-1)} 中方案。

故前一项的和为:

∑i=1n−1(n−2i−1)(n−1)n−2−(i−1)\sum_{i=1}^{n-1} \binom{n-2}{i-1}(n-1)^{n-2-(i-1)}

然后就做完了。