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输出所有 $n$ 标号树的直径和。
考虑求树的直径的过程,可以先删去所有叶子结点,得到一棵新树,称为一次操作。然后再不断对新树进行操作,知道最后剩下一个或两个结点。
此时如果只剩下一个结点,则树的直径为操作次数 $\times 2$。如果剩下两个结点,则树的直径为操作次数 $\times 2+1$。
考虑通过逆算法反向构建树。设 $f(i,j)$ 表示有 $j$ 个叶子结点的 $i$ 标号树个数,假设上一步操作删除了 $k(k\ge j)$ 个叶子。
于是问题等价于给这 $k$ 个叶子找一个父结点,使得原来的 $j$ 个叶子结点至少有一个儿子。
同时对于这 $i+k$ 个结点,标号是任意的,对所有 $i+k$ 标号树而言,删去 $k$ 叶子结点得到的树的标号方式实际上有 ${i+k\choose i}f(i,j)$ 种。
设 $g(i,j,k)$ 表示长度为 $k$ 且每个位置有 $i$ 种可选取值且特定的 $j$ 个值至少出现一次的序列个数,于是有
$$ f(i+k,k)\gets g(i,j,k)f(i,j){i+k\choose i} $$