首先题解中给出结论:
最后一个条件不成立,当且仅当能将 $S_1,S_2,\cdots,S_m$ 划分为两组 $L,R$,使得 $\displaystyle\max_{a\in S,S\in L}a<\min_{a\in S,S\in R}a$ 。
证明题解中有,就略去了。
在此基础上,考虑容斥,设 $f_{n,m}$ 为答案,$g_{n,m}=\displaystyle{ n\brace m}$,则
$$g_{n,m}\sum_k\sum_{\small\sum_{i=1}^ka_i=n\atop\sum_{i=1}^nb_i=m}f_{i,j}$$
即,将 $1,2,\cdots,n$ 任意划分为 $m$ 个无标号非空集合,等价于将 $m$ 个集合划分为 $k$ 组 $T_1,T_2,\cdots,T_k$,使得 $\forall i\in[1,k),\displaystyle\max_{a\in S,S\in T_i}a<\min_{a\in S,S\in T_{i+1}}a$ 。
显然该式可用二元生成函数表示
$$g(x,y)=\dfrac{1}{1-f(x,y)}$$
$$f(x,y)=1-\dfrac{1}{g(x,y)}$$
$\Theta(nm)$ 预处理出第二类斯特林数后,$\Theta(n^2\log n)$ 二维 FFT + 多项式求逆即可。
因为要任意模数 NTT,所以跑的还没 $\Theta(n^3)$ 快,希望出题人下次给个 NTT 模数。。。