Language: C++

#ifndef __SETS_H__
#define __SETS_H__

/* updated: 2020-03-28 */

// 集合系の関数などを置きたい

#include <cstdint>
#include <vector>
#include <cassert>

#ifdef _MSC_VER
#include <intrin.h>
#endif

// ビット演算系

/* 立っているビットの数を数える */
inline int popcount(uint64_t value) {
#ifdef _MSC_VER
	return __popcnt64(value);
#elif defined(__GNUC__)
	return __builtin_popcountll(value);
#else
	value = (value & 0x5555555555555555) + ((value >>  1) & 0x5555555555555555);
	value = (value & 0x3333333333333333) + ((value >>  2) & 0x3333333333333333);
	value = (value & 0x0f0f0f0f0f0f0f0f) + ((value >>  4) & 0x0f0f0f0f0f0f0f0f);
	value = (value & 0x00ff00ff00ff00ff) + ((value >>  8) & 0x00ff00ff00ff00ff);
	value = (value & 0x0000ffff0000ffff) + ((value >> 16) & 0x0000ffff0000ffff);
	value = (value & 0x00000000ffffffff) + ((value >> 32) & 0x00000000ffffffff);
	return value;
#endif
}

/* 最上位ビットの位置を返す (0-based, value == 0 のときは -1 を返す) */
/* floor(log2(value)) と一致する */
inline int msbPosition(uint64_t value) {
	value |= value >> 1;
	value |= value >> 2;
	value |= value >> 4;
	value |= value >> 8;
	value |= value >> 16;
	value |= value >> 32;
	return popcount(value) - 1;
}

/* 最下位ビットの位置を返す (0-based, value == 0 のときは 64 を返す) */
inline int lsbPosition(uint64_t value) {
	value |= value << 1;
	value |= value << 2;
	value |= value << 4;
	value |= value << 8;
	value |= value << 16;
	value |= value << 32;
	return 64 - popcount(value);
}

/* 最上位ビットを取得 (value == 0 のときは 0 を返す) */
inline uint64_t msb(uint64_t value) {
	if (value == 0) return uint64_t();
	return uint64_t(1) << msbPosition(value);
}

/* 最下位ビットを取得 (value == 0 のときは 0 を返す) */
/* TODO: これに関しては明らかに value & -value のほうが速いと思うけどどうしようか */
inline uint64_t lsb(uint64_t value) {
	if (value == 0) return uint64_t();
	return uint64_t(1) << lsbPosition(value);
}

/* ceil(log2(value)) を返す (value == 0 のときは -1 を返す) */
/* 戻り値の範囲は -1 <= ret <= 64 */
inline int ceilLog2(uint64_t value) {
	if (value == 0) return -1;
	return msbPosition(value - 1) + 1;
}

/* ビットの並びを逆転させる */
inline uint64_t bitReverse(uint64_t val) {
	val = (val & 0x5555555555555555) <<  1 | (val & 0xAAAAAAAAAAAAAAAA) >>  1;
	val = (val & 0x3333333333333333) <<  2 | (val & 0xCCCCCCCCCCCCCCCC) >>  2;
	val = (val & 0x0F0F0F0F0F0F0F0F) <<  4 | (val & 0xF0F0F0F0F0F0F0F0) >>  4;
	val = (val & 0x00FF00FF00FF00FF) <<  8 | (val & 0xFF00FF00FF00FF00) >>  8;
	val = (val & 0x0000FFFF0000FFFF) << 16 | (val & 0xFFFF0000FFFF0000) >> 16;
	val = (val & 0x00000000FFFFFFFF) << 32 | (val & 0xFFFFFFFF00000000) >> 32;
	return val;
}

/* 下位 digits ビットについてビットの並びを逆転させる (上位ビットは無視) */
inline uint64_t bitReverse(uint64_t val, int digits) {
	assert(digits > 0 || digits <= 64);
	return bitReverse(val) >> (64 - digits);
}

/* 1 << quantity を返す */
inline uint64_t shift(int quantity) {
	return uint64_t(1) << quantity;
}

/* 整数 sets を集合としてみたとき、element 番目の要素を持つかどうか bool(s & (1 << element)) */
inline bool has(uint64_t sets, int element) {
	return sets & shift(element);
}

template <class T>
void bitReverseArray(std::vector<T>& arr);

/* 配列の要素を添字のビット逆順に並べ替える (配列長は2冪) */
template <class T>
void bitReverseArray(std::vector<T>& arr) {
	const int rank = msbPosition(arr.size());
	const int length = 1 << rank;
	assert(arr.size() == length);

	for (int i = 0; i < length; ++i) {
		int j = bitReverse(i, rank);
		if (j > i) {
			std::swap(arr[i], arr[j]);
		}
	}
}


// 畳み込み演算系

template <class T>
void transformSubsetZeta(std::vector<T>& arr);
template <class T>
void transformInverseSubsetZeta(std::vector<T>& arr);
template <class T>
void transformSupersetZeta(std::vector<T>& arr);
template <class T>
void transformInverseSupersetZeta(std::vector<T>& arr);
template <class T>
void transformHadamard(std::vector<T>& vec);
template <class T>
std::vector<T> convolveOnXor(const std::vector<T>& a, const std::vector<T>& b);

/* 逆変換とまとめられないか？ */
/* 高速ゼータ変換 O(n log n), n は2冪 */
/* b[s] = sum[t is a subset of s] a[t] */
template <class T>
void transformSubsetZeta(std::vector<T>& arr) {
	const uint64_t length = arr.size();
	const int level = msbPosition(length);
	assert(length == shift(level));

	for (int k = 0; k < level; ++k) {
		for (uint64_t s = 0; s < length; ++s) {
			if (has(s, k)) continue;
			arr[s] += arr[s | shift(k)];
		}
	}
}

/* 高速ゼータ変換の逆変換 O(n log n), n は2冪 */
template <class T>
void transformInverseSubsetZeta(std::vector<T>& arr) {
	const uint64_t length = arr.size();
	const int level = msbPosition(length);
	assert(length == (uint64_t(1) << level));

	for (int k = 0; k < level; ++k) {
		for (uint64_t s = 0; s < length; ++s) {
			if (has(s, k)) continue;
			arr[s | shift(k)] -= arr[s];
		}
	}
}

/* 高速(上位集合)ゼータ変換 O(n log n), n は2冪 */
/* b[s] = sum[t is a superset of s] a[t] */
template <class T>
void transformSupersetZeta(std::vector<T>& arr) {
	const uint64_t length = arr.size();
	const int level = msbPosition(length);
	assert(length == (uint64_t(1) << level));

	for (int k = 0; k < level; ++k) {
		for (uint64_t s = 0; s < length; ++s) {
			if (has(s, k)) continue;
			arr[s | shift(k)] += arr[s];
		}
	}
}

/* 高速(上位集合)ゼータ変換の逆変換 O(n log n), n は2冪 */
template <class T>
void transformInverseSupersetZeta(std::vector<T>& arr) {
	const uint64_t length = arr.size();
	const int level = msbPosition(length);
	assert(length == (uint64_t(1) << level));

	for (int k = 0; k < level; ++k) {
		for (uint64_t s = 0; s < length; ++s) {
			if (has(s, k)) continue;
			arr[s] -= arr[s | shift(k)];
		}
	}
}

/* 高速アダマール変換 O(n log n), n は2冪 (オーバーフロー注意) */
/* オーバーフロー注意 */
template <class T>
void transformHadamard(std::vector<T>& vec) {
	const int rank = msbPosition(vec.size());
	const int length = 1 << rank;
	assert(vec.size() == length);

	/* バタフライ演算 */
	auto butterfly = [](T& a, T& b) -> void {
		T tmp(a);
		a += b;
		b = tmp - b;
	};

	/* FFT 同様に各ビットについてバタフライ演算を回す */
	for (int cnt = 0; cnt < rank; ++cnt) {
		const int blk_max = length >> (cnt + 1);
		const int blk_size = 1 << (cnt + 1);

		for (int blk = 0; blk < blk_max; ++blk) {
			const int idx_max = 1 << cnt;

			for (int idx = 0; idx < idx_max; ++idx) {
				const int left = (blk * blk_size + idx);
				const int right = left + blk_size / 2;

				butterfly(vec[left], vec[right]);
			}
		}
	}
}

/* xor 畳み込み O(n log n), n は2冪 (オーバーフロー注意) */
/* ret[n] = sum [i xor j == n] (a[i] * b[j]) */
template <class T>
std::vector<T> convolveOnXor(const std::vector<T>& a, const std::vector<T>& b) {
	const int rank = msbPosition(a.size());
	const int size = 1 << rank;
	assert(a.size() == b.size());
	assert(a.size() == size);

	std::vector<T> a_copied = a;
	std::vector<T> b_copied = b;
	transformHadamard(a_copied);
	transformHadamard(b_copied);

	std::vector<T> ret(size);
	for (int i = 0; i < size; ++i) {
		ret[i] = a_copied[i] * b_copied[i];
	}
	transformHadamard(ret);

	/* 関数 transformHadamard はユニタリ変換ではないので係数を調整 */
	/* IntMod など -> 逆元を前計算することも可能 */
	for (int i = 0; i < size; ++i) {
		ret[i] /= size;
	}
	return ret;
}



#endif



Compiler output:
/usr/bin/ld: /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/14/../../../x86_64-linux-gnu/Scrt1.o: in function `_start':
(.text+0x17): undefined reference to `main'
collect2: error: ld returned 1 exit status