#L2719. 「NOI2018」冒泡排序

「NOI2018」冒泡排序

题目描述

最近,小 S 对冒泡排序产生了浓厚的兴趣。为了问题简单,小 S 只研究对 11nn 的排列的冒泡排序。

下面是对冒泡排序的算法描述。

输入:一个长度为 nn 的排列 p[1...n]p[1...n]
输出pp 排序后的结果。

for i = 1 to n do
    for j = 1 to n - 1 do
        if (p[j] > p[j + 1])
            交换 p[j] 与 p[j + 1] 的值

冒泡排序的交换次数被定义为交换过程的执行次数。可以证明交换次数的一个下界是 12i=1nipi\frac{1}{2} \sum_{i=1}^n |i - p_i|,其中 pip_i 是排列 pp 中第 ii 个位置的数字。如果你对证明感兴趣,可以看提示。

小 S 开始专注于研究长度为 nn 的排列中,满足交换次数 =12i=1nipi= \frac{1}{2} \sum_{i=1}^n |i - p_i| 的排列(在后文中,为了方便,我们把所有这样的排列叫「好」的排列)。他进一步想,这样的排列到底多不多?它们分布的密不密集?

小 S 想要对于一个给定的长度为 nn 的排列 qq,计算字典序严格大于 qq 的「好」的排列个数。但是他不会做,于是求助于你,希望你帮他解决这个问题,考虑到答案可能会很大,因此只需输出答案对 998244353998244353 取模的结果。

输入格式

从文件 inverse.in 读入数据。

输入第一行包含一个正整数 TT,表示数据组数。

对于每组数据,第一行有一个正整数 nn,保证 n6×105n \leq 6 \times 10^5

接下来一行会输入 nn 个正整数,对应于题目描述中的 qiq_i,保证输入的是一个 11nn 的排列。

输出格式

输出到文件 inverse.out 中。

输出共 TT 行,每行一个整数。

对于每组数据,输出一个整数,表示字典序严格大于 qq 的「好」的排列个数对 998244353998244353 取模的结果。

样例

样例 1

输入:

1
3
1 3 2

输出:

3

解释:字典序比 1 3 21\ 3\ 2 大的排列中,除了 3 2 13\ 2\ 1 以外都是「好」的排列,故答案为 33

样例 2

输入:

1
4
1 4 2 3

输出:

9

数据范围与提示

下面是对本题每个测试点的输入规模的说明。

对于所有数据,均满足 T=5T = 5(样例可能不满足)。

nmaxn_\mathrm{max} 表示每组数据中 nn 的最大值,n\sum n 表示所有数据的 nn 的和。

测试点 nmax=n_\mathrm{max} = n\sum n \leq 特殊性质
10 18 5×nmax5 \times n_\mathrm{max}
11
12 122 700 i qi=i\forall i \ q_i = i
13 144
14 166
15 200
16 233
17 777 4000 i qi=i\forall i \ q_i = i
18 888
19 933
20 1000
21 266666 2000000 i qi=i\forall i \ q_i = i
22 333333
23 444444
24 555555
25 600000

提示

下面是对交换次数下界是 12i=1nipi\frac{1}{2} \sum_{i=1}^n |i - p_i| 的证明。

排序本质上就是数字的移动,因此排序的交换次数应当可以用数字移动的总距离来描述。对于第 ii 个位置,假设在初始排列中,这个位置上的数字是 pip_i,那么我们需要将这个数字移动到第 pip_i 个位置上,移动的距离是 ipi|i - p_i|。从而移动的总距离就是 i=1nipi\sum_{i=1}^n |i - p_i|,而冒泡排序每次会交换两个相邻的数字,每次交换可以使移动的总距离至多减少 22。因此 12i=1nipi\frac{1}{2} \sum_{i=1}^n |i - p_i| 是冒泡排序的交换次数的下界。

并不是所有的排列都达到了下界,比如在 n=3n = 3 的时候,考虑排列 3 2 13\ 2\ 1,这个排列进行冒泡排序以后的交换次数是 33,但是 12i=1nipi\frac{1}{2} \sum_{i=1}^n |i - p_i| 只有 22