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一. 思路

1. 拆分原数(数位DP思想)

求某个区间的数中满足某个条件的数的个数,这是典型的数位 DP 题的套路。于是我们可以试着拆分这个数,把 [0, 原数) 这个区间按位拆成一些区间:

我们只需计算出所有整块区间中满足条件的数并求和就好了。

2. 处理每个区间(多重集排列)

所谓符合要求,就是由原数中的每一位上的非零数和任意个零按位拼凑而成。看似这个要求不好处理,实则完全可以通过多重集排列得出。

多重集排列,将一个可以有重复元素的集合中的元素进行排列的方案数,如:{1, 3, 3},多重集排列:[1, 3, 3],[3, 1, 3],[3, 3, 1],共三种。这篇文章中设多重集排列的符号为 Pmult(cnt1,cnt2cntn)\operatorname{Pmult}(cnt_1, cnt_2 \ldots cnt_n),如 {1, 3, 3} 的排列是 Pmult(1,2)\operatorname{Pmult}(1, 2)

应用到这题上来就是例如 [0, 1000) 这个区间,首位是 “0”,除了首位外还有 3 位,有两个非零数字 “1”,“2”。答案就是 一个 “1”,一个 “2”,一个 “0”(“0” 的个数为除首位外的位数 - 非零位数),即 Pmult(1,1,1)\operatorname{Pmult}(1, 1, 1)

多重集排列的计算公式就是:

Pmult(cnt1,cnt2cntn)=Csumcntcnt1×Csumcntcnt1cnt2××Csumcntcnt1cnt2cntn1cntn    (sumcnt=i=1ncnti)\operatorname{Pmult}(cnt_1, cnt_2 \ldots cnt_n) = \operatorname{C}_{sumcnt}^{cnt_1} \times \operatorname{C}_{sumcnt - cnt_1}^{cnt_2} \times \ldots \times \operatorname{C}_{sumcnt - cnt_1 - cnt_2 - \ldots - cnt_{n - 1}}^{cnt_n}~~~~(sumcnt = \sum\limits_{i = 1}^n cnt_i)

简略证明就是你有 sumcntsumcnt 个空,先将 cnt1cnt_1 个相同物品放进去,就是 Csumcntcnt1\operatorname{C}_{sumcnt}^{cnt_1} 种,空的数量变为 sumcntcnt1sumcnt - cnt_1 个,以此类推。

3. 代码实现中的细节:

  1. 拆分原数是从高位往低位。每一次处理完一位处理下一位之前,如果这一位非零,将 cnt 数组中这一位数字的数量减一,因为之后处理的更低位中,高位是确定的,也就是说无法在使用高位的这个数字了。如 “1020” 处理完 [0, 1000) 后,之后所有区间的千位都是 “1”, “1” 无法再参与排列,所以直接 --cnt[1]
  2. 处理某个非零位时,先枚举该位,将还剩下的数(还剩下 “x”,即 cnt[x] > 0)中小于改位原数的依次填到该位,再用多重集排列算出剩下的位的排列数。(具体见代码)
  3. 遇到为零的位如 “1020” 中个位和百位,他们拆分出的区间没有数,直接跳过就好,不浪费程序运行时间。

二. 代码

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#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;
#define re register
#define int long long
const int MAXn = 50;

int C[MAXn + 10][MAXn + 10];
void EvaC(int top) {
for (re int i = 0; i <= top; ++i) {
C[i][0] = C[i][i] = 1;
}
for (re int i = 1; i <= top; ++i) {
for (re int j = 1; j < i; ++j) {
C[i][j] = C[i - 1][j - 1] + C[i - 1][j];
}
}
}

int Pmult(int top, int *cnt, int sum = -1) {
int ans = 1;
if (sum == -1) {
sum = 0;
for (re int i = 1; i <= top; ++i) {
sum += cnt[i];
}
}
for (re int i = 1; i <= top; ++i) {
if (cnt[i]) {
ans *= C[sum][cnt[i]];
sum -= cnt[i];
}
}
return ans;
}

char str[MAXn + 10]; int len;
int sumcnt, cnt[11], ans; // cnt[x]: "x"数还可参与排列的数量,也就是"x"在当前位和比当前位低的位中的数量。
// cnt[10]: 在当前位和比当前位低的位中"0"的数量。
// sumcnt: Sum{cnt[1] ~ cnt[9]},用于计算"0"的个数。
signed main() {
EvaC(MAXn);
scanf("%s", str + 1);
len = strlen(str + 1);
reverse(str + 1, str + 1 + len);
for (re int i = 1; i <= len; ++i) {
if (str[i] - '0') {
++cnt[str[i] - '0'];
++sumcnt;
}
}
for (re int i = len; i; --i) {
if (str[i] - '0') {
cnt[10] = i - 1 - sumcnt;
ans += Pmult(10, cnt, i - 1);
cnt[10] = i - 1 - (sumcnt - 1);
for (re int j = 1; j < str[i] - '0'; ++j) {
if (cnt[j]) {
--cnt[j];
ans += Pmult(10, cnt, i - 1);
++cnt[j];
}
}
--cnt[str[i] - '0'];
--sumcnt;
}
}
printf("%lld\n", ans);
}