FZU1683 矩阵

  1 //Accepted    220 KB    359 ms
  2 #include <cstdio>
  3 #include <cstring>
  4 const int maxn=5;
  5 int pp;
  6 struct matrix
  7 {
  8     //矩阵m*n
  9     //(0,0)..(m-1,n-1)
 10     int a[maxn][maxn];
 11     int m,n;
 12     matrix()
 13     {
 14         memset(a,0,sizeof(a));
 15         m=n=0;
 16     }
 17     matrix operator+(matrix mymatrix)
 18     {
 19         matrix m_matrix;
 20         int i,j;
 21         for (i=0;i<m;i++)
 22         for (j=0;j<n;j++)
 23         m_matrix.a[i][j]=(a[i][j]+mymatrix.a[i][j])%pp;
 24         m_matrix.m=m;
 25         m_matrix.n=n;
 26         return m_matrix;
 27     }
 28     matrix operator*(matrix mymatrix)
 29     {
 30         matrix m_matrix;
 31         int i,j,k;
 32         for (i=0;i<m;i++)
 33         {
 34             for (j=0;j<n;j++)
 35             {
 36                 if (a[i][j])
 37                 for (k=0;k<mymatrix.n;k++)
 38                 m_matrix.a[i][k]=(m_matrix.a[i][k]+a[i][j]*mymatrix.a[j][k])%pp;
 39             }
 40         }
 41         m_matrix.m=m;
 42         m_matrix.n=mymatrix.n;
 43         return m_matrix;
 44     }
 45     //A^k
 46     matrix getp(int k)
 47     {
 48         matrix d,c;
 49         if (k==1) return *this;
 50         if (k==2) return (*this)*(*this);
 51         d=getp(k/2);
 52         if (k%2==0) return d*d;
 53         else
 54         return d*d*(*this);
 55     }
 56     //A+A^2+A^3+..+A^k
 57     matrix sump(int k)
 58     {
 59         matrix d,c;
 60         if (k==1) return *this;
 61         if (k==2) return (*this)+(*this)*(*this);
 62         d=sump(k/2);
 63         if (k%2==0)
 64         {
 65             return d+d*getp(k/2);
 66         }
 67         else
 68         return d+d*getp(k/2)+getp(k);
 69     }
 70     void output()
 71     {
 72         int i,j;
 73         for (i=0;i<m;i++)
 74         {
 75             for (j=0;j<n;j++)
 76             printf("%d ",a[i][j]%pp);
 77             printf("\n");
 78         }
 79     }
 80     void input()
 81     {
 82         for (int i=0;i<m;i++)
 83         {
 84             for (int j=0;j<n;j++)
 85             {
 86                 scanf("%d",&a[i][j]);
 87             }
 88         }
 89     }
 90 };
 91 int n;
 92 int k;
 93 matrix tr,mtr;
 94 int main()
 95 {
 96     pp=2009;
 97     int T;
 98     scanf("%d",&T);
 99     for (int t=1;t<=T;t++)
100     {
101         scanf("%d",&n);
102         printf("Case %d: ",t);
103         if (n<3)
104         {
105             if (n==0) printf("1\n");
106             if (n==1) printf("4\n");
107             if (n==2) printf("9\n");
108             continue ;
109         }
110         tr.m=tr.n=4;
111         tr.a[0][0]=1;
112         tr.a[0][1]=tr.a[0][2]=tr.a[0][3]=0;
113         tr.a[1][0]=1;
114         tr.a[1][1]=3;
115         tr.a[1][2]=1;
116         tr.a[1][3]=0;
117         tr.a[2][0]=0;
118         tr.a[2][1]=2;
119         tr.a[2][2]=0;
120         tr.a[2][3]=1;
121         tr.a[3][0]=0;
122         tr.a[3][1]=7;
123         tr.a[3][2]=0;
124         tr.a[3][3]=0;
125         tr=tr.getp(n-1);
126         mtr.m=1;
127         mtr.n=4;
128         mtr.a[0][0]=4;
129         mtr.a[0][1]=5;
130         mtr.a[0][2]=3;
131         mtr.a[0][3]=1;
132         tr=mtr*tr;
133         printf("%d\n",tr.a[0][0]);
134     }
135     return 0;
136 }