POJ 3070 Fibonacci (矩阵快速幂)

本文介绍了一种利用矩阵快速求解斐波那契数列的方法,并对结果进行了取余处理。该方法适用于任意初始条件下的斐波那契数列计算,特别适用于大规模数列的高效计算。

这里有提供了一种求解斐波那契的高效方法,矩阵来求.

结果对10000取余

0
9
999999999
1000000000
-1

Sample Output

0
34
626
6875

同上一题目.只不过f1,f2是任意的,注意n==0时的特判

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#define mod 10000
#define LL long long
using namespace std;
struct node
{
    LL Map[4][4];
};
LL a,b,c,d,f1,f2,n;
node mul(node a,node b)
{
    node tmp;
    for(int i=0;i<3;i++)
        for(int j=0;j<3;j++)
        {
            tmp.Map[i][j]=0;
            for(int k=0;k<3;k++)
            {
                tmp.Map[i][j]+=a.Map[i][k]*b.Map[k][j];
                tmp.Map[i][j]%=mod;
            }
        }
    return tmp;
}
node qp(node a,LL n)
{
    node tmp={1,0,0,0,1,0,0,0,1};
    while(n)
    {
        if(n&1)
            tmp=mul(tmp,a);
        a=mul(a,a);
        n=n>>1;
    }
    return tmp;
}
int main()
{
    while(~scanf("%lld",&n))
    {
        if(n==0)
        {
            printf("0\n");continue;
        }
        if(n==-1)
            break;
        node arr,arr2;
        memset(arr.Map,0,sizeof(arr.Map));
        memset(arr2.Map,0,sizeof(arr2.Map));

        arr.Map[0][0]=1;arr.Map[2][0]=1;
        arr2.Map[0][0]=1;arr2.Map[0][1]=1;
        arr2.Map[1][0]=arr2.Map[2][2]=1;
        node p=qp(arr2,n-1);
        p=mul(p,arr);
        printf("%lld\n",p.Map[0][0]);
    }
    return 0;
}


以下是Java解决POJ3233矩阵幂序列问题的代码和解释: ```java import java.util.Scanner; public class Main { static int n, k, m; static int[][] A, E; public static void main(String[] args) { Scanner sc = new Scanner(System.in); n = sc.nextInt(); k = sc.nextInt(); m = sc.nextInt(); A = new int[n][n]; E = new int[n][n]; for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < n; j++) { A[i][j] = sc.nextInt() % m; E[i][j] = (i == j) ? 1 : 0; } } int[][] res = matrixPow(A, k); int[][] ans = matrixAdd(res, E); printMatrix(ans); } // 矩阵乘法 public static int[][] matrixMul(int[][] a, int[][] b) { int[][] c = new int[n][n]; for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < n; j++) { for (int k = 0; k < n; k++) { c[i][j] = (c[i][j] + a[i][k] * b[k][j]) % m; } } } return c; } // 矩阵快速幂 public static int[][] matrixPow(int[][] a, int b) { int[][] res = E; while (b > 0) { if ((b & 1) == 1) { res = matrixMul(res, a); } a = matrixMul(a, a); b >>= 1; } return res; } // 矩阵加法 public static int[][] matrixAdd(int[][] a, int[][] b) { int[][] c = new int[n][n]; for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < n; j++) { c[i][j] = (a[i][j] + b[i][j]) % m; } } return c; } // 输出矩阵 public static void printMatrix(int[][] a) { for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < n; j++) { System.out.print(a[i][j] + " "); } System.out.println(); } } } ``` 解释: 1. 首先读入输入的n、k、m和矩阵A,同时初始化单位矩阵E。 2. 然后调用matrixPow函数求出A的k次幂矩阵res。 3. 最后将res和E相加得到结果ans,并输出。 4. matrixMul函数实现矩阵乘法,matrixPow函数实现矩阵快速幂,matrixAdd函数实现矩阵加法,printMatrix函数实现输出矩阵
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