hdu 4291(矩阵快速幂 + 循环节)

题意:求s

s = g(g(g(n))) mod 1000000007

其中g(n)

g(n) = 3g(n - 1) + g(n - 2)

g(1) = 1

g(0) = 0

题解:普通的矩阵快速幂会超时,看到别人的题解是需要计算循环节得到小的MOD从而减小计算量。1000000007太大,需要计算更小的一个循环节,新技能get。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
struct Mat {
    long long g[3][3];
}ori, res;
long long n, MOD;

Mat multiply(Mat x, Mat y) {
    Mat temp;
    for (int i = 0; i < 2; i++)
        for (int j = 0; j < 2; j++) {
            temp.g[i][j] = 0;
            for (int k = 0; k < 2; k++)
                temp.g[i][j] = (temp.g[i][j] + x.g[i][k] * y.g[k][j]) % MOD;
        }
    return temp;
}

void calc(long long n) {
    while (n) {
        if (n & 1)
            ori = multiply(ori, res);
        n >>= 1;
        res = multiply(res, res);
    }
}

int main() {
    /* 求循环节
    long long a = 0, b = 1;
    for (int i = 2;;i++) {
        a = (b * 3 + a) % 1000000007;
        a = a ^ b;
        b = a ^ b;
        a = a ^ b;
        printf("%lld %lld\n", a, b);
        if (a == 0 && b == 1)
            printf("%d\n", i);
    }
    i - 1 = 即为循环节
    */
    while (scanf("%lld", &n) == 1) {
        if (n == 0) {
            printf("0\n");
            continue;
        }
        if (n == 1) {
            printf("1\n");
            continue;
        }
        res.g[0][0] = 3; res.g[1][0] = res.g[0][1] = 1; res.g[1][1] = 0;
        ori.g[0][0] = 1; ori.g[1][0] = ori.g[0][1] = ori.g[1][1] = 0;
        MOD = (long long)183120; //g(g(g(n))) = g(g(y)) 那么183120是y的循环节
        calc(n - 1);
        n = ori.g[0][0];
        if (n != 0 && n != 1) {
            res.g[0][0] = 3; res.g[1][0] = res.g[0][1] = 1; res.g[1][1] = 0;
            ori.g[0][0] = 1; ori.g[1][0] = ori.g[0][1] = ori.g[1][1] = 0;
            MOD = (long long)222222224; //g(g(g(n))) = g(x) 那么222222224是x的循环节
            calc(n - 1);
            n = ori.g[0][0];
        }
        if (n != 0 && n != 1) {
            res.g[0][0] = 3; res.g[1][0] = res.g[0][1] = 1; res.g[1][1] = 0;
            ori.g[0][0] = 1; ori.g[1][0] = ori.g[0][1] = ori.g[1][1] = 0;
            MOD = (long long)1000000007;
            calc(n - 1);
        }
        printf("%lld\n", ori.g[0][0]);
    }
    return 0;
}
时间: 2024-10-08 11:13:02

hdu 4291(矩阵快速幂 + 循环节)的相关文章

HDU 4965 矩阵快速幂

顺手写了下矩阵类模板 利用到矩阵乘法的交换律 (A*B)^n == A * (B*A)^n-1 *B #include <cstdio> #include <cstring> #include <iostream> #include <algorithm> #include <cmath> #include <vector> #include <utility> #include <stack> #includ

hdu 4965 矩阵快速幂 矩阵相乘性质

Fast Matrix Calculation Time Limit: 2000/1000 MS (Java/Others)    Memory Limit: 131072/131072 K (Java/Others) Total Submission(s): 170    Accepted Submission(s): 99 Problem Description One day, Alice and Bob felt bored again, Bob knows Alice is a gir

HDU 1005矩阵快速幂解法 循环节解法

循环节解法: 对于公式 f[n] = A * f[n-1] + B * f[n-2]; 后者只有7 * 7 = 49 种可能,为什么这么说,因为对于f[n-1] 或者 f[n-2] 的取值只有 0,1,2,3,4,5,6 这7个数,A,B又是固定的,所以就只有49种可能值了.由该关系式得知每一项只与前两项发生关系,所以当连续的两项在前面出现过,由于公式不变,那么后面得到的一定是跟前面相重复的.所以这个时候循环节就出现了,注意循环节并不一定会是开始的 1,1:但1,1一定可以作为一个循环节,只不过

hdu 1757 (矩阵快速幂) 一个简单的问题 一个简单的开始

题目链接:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1757 题意不难理解,当x小于10的时候,数列f(x)=x,当x大于等于10的时候f(x) = a0 * f(x-1) + a1 * f(x-2) + a2 * f(x-3) + …… + a9 * f(x-10); 所求的是f(x)取m的模,而x,m,a[0]至a[9]都是输入项 初拿到这道题,最开始想的一般是暴力枚举,通过for循环求出f(x)然后再取模,但是有两个问题,首先f(x)可能特别大,其

HDU 5895 矩阵快速幂+高次幂取模

HDU 5895 Mathematician QSC 题意:已知f(n)=2*f(n-1)+f(n-2), g(n)=∑f(i)²(0<=i<=n), 给出n,x,y,s, 求x^(g(n*y))%(s+1); 思路:OEIS查到了g(n)=f(n)*f(n+1)/2, f(n)可以用矩阵快速幂求得, 有一个定理可以用于高次幂取模 x^n %k=x^(n%phi(k)+phi(k)) %k, 此处phi(x)为欧拉函数,但是在对幂次取模时存在一个除2, 又因为(a/b)%k=(a%bk)/b,

HDU 2855 (矩阵快速幂)

题目链接:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=2855 题目大意:求$S(n)=\sum_{k=0}^{n}C_{n}^{k}Fibonacci(k)$ 解题思路: 题目挺吓人的.先把完整组合数+Fibonacci展开来. 利用Fibonacci的特性,从第一项开始消啊消,消到只有一个数: $S(0)=f(0)$ $S(1)=f(2)$ $S(2)=f(4)$ $S(n)=f(2*n)$ 这样矩阵快速幂就可以了,特判$n=0$时的情况. 快速幂矩阵

hdu 4549 (矩阵快速幂+费马小定理)

题意:已知F0=a,F1=b,Fn=Fn-1*Fn-2,给你a,b,n求Fn%1000000007的值 思路:我们试着写几组数 F0=a F1=b F2=a*b F3=a*b2 F4=a2*b3 F5=a3*b5 我们发现a,b的系数其实是斐波那契数列,我们只需用矩阵快速幂求出相应系数就行,但是 这个系数随着增长会特别大,这时我们需要利用费马小定理进行降幂处理 费马小定理 ap-1≡1(mod p) 代码: #include <iostream> #include <cmath>

HDU 3221 矩阵快速幂+欧拉函数+降幂公式降幂

装载自:http://www.cnblogs.com/183zyz/archive/2012/05/11/2495401.html 题目让求一个函数调用了多少次.公式比较好推.f[n] = f[n-1]*f[n-2].然后a和b系数都是呈斐波那契规律增长的.需要先保存下来指数.但是太大了.在这里不能用小费马定理.要用降幂公式取模.(A^x)%C=A^(x%phi(C)+phi(C))%C(x>=phi(C)) Phi[C]表示不大于C的数中与C互质的数的个数,可以用欧拉函数来求. 矩阵快速幂也不

hdu 2842(矩阵快速幂+递推)

题意:一个中国环的游戏,规则是一个木棒上有n个环,第一个环是可以随意放上或拆下的,剩下的环x如果想放上或拆下必须前一个环x-1是放上的且前x-2个环全部是拆下的,问n个环最少多少次操作可以全部拆掉. 题解:需要进行递推,首先第一步肯定是要拆第n个环保证操作次数最少,因为后面的环是否存在对前面的环不造成影响,而先拆前面的如果要拆后面的环还是要把前面的放上,f(n)表示拆掉前n个环需要的最少操作次数,先拆第n个要拆前n-2个再拆第n个,花费f(n-2)+1,然后这时是00-0010,要拆第n-1个需