POJ3233 Matrix Power Series 矩阵快速幂+二分求和

本文详细介绍了如何使用矩阵快速幂和二分法解决等比数列求和取模的问题,包括代码实现和题目解析。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

在看矩阵快速幂求和之前,我们先来看一下等比数列Sn=(a+a^2+a^3+...+a^n)mod M的求和取模:


实现代码如下:

#include <iostream>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
using namespace std;
typedef long long LL;
const int M=10000009;
LL power(LL a,LL b)
{
    LL ans = 1;
    a %= M;
    while(b)
    {
        if(b & 1)
        {
            ans = ans * a % M;
            b--;
        }
        b >>= 1;
        a = a * a % M;
    }
    return ans;
}

LL sum(LL a,LL n)
{
    if(n == 1) return a;
    LL t = sum(a,n/2);
    if(n & 1)
    {
        LL cur = power(a,n/2+1);
        t = (t + t * cur % M) % M;
        t = (t + cur) % M;
    }
    else
    {
        LL cur = power(a,n/2);
        t = (t + t * cur % M) % M;
    }
    return t;
}

int main()
{
    LL a,n;
    while(cin>>a>>n)
      cout<<sum(a,n)<<endl;
    return 0;
}




题目连接:http://poj.org/problem?id=3233


分析:矩阵求和S=(A+A^2+A^3+...+A^n)mod M.

矩阵快速幂+二分求和。


实现代码如下:

#include <cstdio>
#include <iostream>
using namespace std;
#define maxn 35
typedef struct
{
    int m[maxn][maxn];
}matrix;
matrix a,per;
int n,k,m;
void init()
{
    for(int i=0;i<n;i++)
      for(int j=0;j<n;j++)
      {
          scanf("%d",&a.m[i][j]);
          a.m[i][j]%=m;
          per.m[i][j]=(i==j);
      }
}
matrix add(matrix a,matrix b)
{
    matrix c;
    for(int i=0;i<n;i++)
      for(int j=0;j<n;j++)
        c.m[i][j]=(a.m[i][j]+b.m[i][j])%m;
    return c;
}
matrix multi(matrix a,matrix b)
{
    matrix c;
    for(int i=0;i<n;i++)
      for(int j=0;j<n;j++)
      {
          c.m[i][j]=0;
          for(int k=0;k<n;k++)
            c.m[i][j]+=a.m[i][k]*b.m[k][j];
        c.m[i][j]%=m;
      }
      return c;
}
matrix power(int k)
{
    matrix c,p,ans=per;
    p=a;
    while(k)
    {
        if(k&1)
        {
            ans=multi(ans,p);
            k--;
        }
        else
        {
            k/=2;
            p=multi(p,p);
        }
    }
    return ans;
}
matrix matrix_sum(int k)
{
    if(k==1) return a;
    matrix temp,b;
    temp=matrix_sum(k/2);
    if(k&1)
    {
        b=power(k/2+1);
        temp=add(temp,multi(temp,b));
        temp=add(temp,b);
    }
    else
    {
        b=power(k/2);
        temp=add(temp,multi(temp,b));
    }
    return temp;
}
int main()
{
    while(scanf("%d%d%d",&n,&k,&m)!=-1)
    {
        init();
        matrix ans=matrix_sum(k);
        for(int i=0;i<n;i++)
        {
            for(int j=0;j<n-1;j++)
              printf("%d ",ans.m[i][j]);
            printf("%d\n",ans.m[i][n-1]);
        }
    }
    return 0;
}


评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值