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HDU 4990

程序员文章站 2022-07-12 09:42:17
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题目连接:Reading comprehension

 思路:当 n 为偶数时,a[ n ] = 2 * a[ n - 1 ];

当 n 为奇数时,a[ n ] = 2 * a[ n - 1 ] + 1 ;

a [ 0 ] = 0;

由于 m , n 太大不能考虑递推做法,所以要考虑到矩阵;

我们研究上面的式子(以 n 为奇数为例,偶数亦然):

a[ n ] = 2 * a[ n - 1 ] + 1  = a[ n  -1 ] + a[ n - 1 ] + 1 = 2 * a[ n - 2 ] + a[ n - 1 ] + 1;

所以推出 a[ n ] = 2 * a[ n - 2 ] + a[ n - 1 ] + 1;

构造矩阵:

    0  1  0         0  
A = 1  0  0     B = 1
    0  1  2        a[0]

然后再利用矩阵快速幂求出 A 的 n 次方,再把结果和 B 矩阵相乘,B[3][1] 即为所求值。

 

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
using namespace std;
typedef long long ll;
struct Mat{
	long long x;
	long long y;
	long long data[10][10];
}; 
Mat MatMul(Mat a,Mat b,ll mod){
	Mat res;
	res.x = a.x;
	res.y = b.y;
	for(int i=1;i<=res.x;i++){
		for(int j=1;j<=res.y;j++){
			res.data[i][j] = 0;
			for(int k=1;k<=a.y;k++){
				res.data[i][j] += (a.data[i][k] * b.data[k][j]);
				res.data[i][j] %= mod;
			}
		}
	}
	return res;
}
Mat MatFastPower(Mat a,ll b,ll mod){
	Mat temp = a,ans;
	ans.x = a.x;
	ans.y = a.y;
	memset(ans.data,0,sizeof(ans.data));
	for(int i=1;i<=ans.x;i++)
		ans.data[i][i] = 1;
	while(b){
		if(b & 1) ans = MatMul(ans,temp,mod);
		temp = MatMul(temp,temp,mod);
		b >>= 1;
	}
	return ans;
}
int main()
{
	ll n,m;
	while(scanf("%lld%lld",&n,&m) != EOF){
		Mat a,b;
		memset(a.data,0,sizeof(a.data));
		a.data[1][2] = a.data[2][1] = a.data[3][2] = 1;
		a.data[3][3] = 2;
		a.x = 3;
		a.y = 3;
		b.data[1][1] = 0;
		b.data[2][1] = 1;
		b.data[3][1] = 0;
		b.x = 3;
		b.y = 1;
		a = MatFastPower(a,n,m);
		b = MatMul(a,b,m);
		printf("%lld\n",b.data[3][1]);
	}
	return 0;
}