cf#373div1-C

本文介绍了一种使用线段树和矩阵乘法解决数列更新与查询问题的方法。针对长度为n的数列,支持区间更新和区间内斐波那契数列和的查询。通过线段树维护矩阵实现高效操作。

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题意:长度为n(n<=100000)的数列,有两种操作(其中F(ai)为fibonacci数列):

1.询问[l,r] 之间f(ai)的和;

2.[l,r]之间的ai均增加v 。

题解:区间操作用到线段树,线段树维护矩阵。f(ai)的计算用到矩阵乘法,f(ai+v)即为两矩阵相乘

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <cmath>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <map>

using namespace std;

typedef long long LL;

const int Maxd=2;
const int M=1000000007;
const int N=100000+10;
struct Matrix{
    int a[Maxd][Maxd];
    Matrix(int diag=0){
        for (int i=0;i<Maxd;i++)
            for (int j=0;j<Maxd;j++)
                a[i][j]=(i==j)*diag;
    }
    Matrix operator +(const Matrix&d)const{
        Matrix c;
        for (int i=0;i<Maxd;i++)
            for (int j=0;j<Maxd;j++)
                c.a[i][j]=(a[i][j]+d.a[i][j])%M;
        return c;
    }
    Matrix operator *(const Matrix&d)const{
        Matrix c;c=Matrix();
        for (int k=0;k<Maxd;k++)
            for (int i=0;i<Maxd;i++)
                for (int j=0;j<Maxd;j++)
                    c.a[i][j]=(c.a[i][j]+(LL)a[i][k]*d.a[k][j])%M;
        return c;
    }
    bool One(){
        for (int i=0;i<Maxd;i++)
            for (int j=0;j<Maxd;j++)
                if ((i==j && a[i][j]!=1) || (i!=j && a[i][j]!=0))return false;
        return true;
    }
};
struct Tree{
    Matrix Tag,Sum;
}T[N<<2];

int n,m;
Matrix a[N];

Matrix RP(Matrix a,int b){
    Matrix c;c=Matrix(1);
    for (;b;b>>=1){
        if (b&1)c=c*a;
        a=a*a;
    }
    return c;
}
void Build(int p,int L,int R)
{
    T[p].Tag=Matrix(1);
    if (L==R){
            T[p].Sum=a[L];
            return ;
    }
    int mid=(L+R)>>1;
    Build(p+p,L,mid);
    Build(p+p+1,mid+1,R);
    T[p].Sum=T[p+p].Sum+T[p+p+1].Sum;
}
void Push_down(int p,int L,int R)
{
    if (!T[p].Tag.One()){
        T[p+p].Sum=T[p+p].Sum*T[p].Tag;
        T[p+p+1].Sum=T[p+p+1].Sum*T[p].Tag;
        T[p+p].Tag=T[p+p].Tag*T[p].Tag;
        T[p+p+1].Tag=T[p+p+1].Tag*T[p].Tag;
        T[p].Tag=Matrix(1);
    }
}
//Sum,Tag
void Insert(int p,int L,int R,int l,int r,Matrix c)
{
   if (L==l && R==r) {
        T[p].Tag=T[p].Tag*c;
        T[p].Sum=T[p].Sum*c;
        return ;
   }
   Push_down(p,L,R);
   int mid=(L+R)>>1;
   if (r<=mid)Insert(p+p,L,mid,l,r,c);
    else if (mid< l)Insert(p+p+1,mid+1,R,l,r,c);
    else {
        Insert(p+p,L,mid,l,mid,c);
        Insert(p+p+1,mid+1,R,mid+1,r,c);
    }
    T[p].Sum=T[p+p].Sum+T[p+p+1].Sum;//Push_up(p,L,R);
}
int Query(int p,int L,int R,int l,int r)
{
   if (L==l && R==r) {
        return T[p].Sum.a[0][0];
   }
   Push_down(p,L,R);
   int mid=(L+R)>>1;
   int Ret=0;
   if (r<=mid)Ret=Query(p+p,L,mid,l,r);
    else if (mid< l)Ret=Query(p+p+1,mid+1,R,l,r);
    else {
        Ret=Query(p+p,L,mid,l,mid)+Query(p+p+1,mid+1,R,mid+1,r);
    }
    T[p].Sum=T[p+p].Sum+T[p+p+1].Sum;//Push_up(p,L,R);
    return Ret%M;
}
int main()
{
    //freopen("1.txt","r",stdin);
    scanf("%d%d",&n,&m);
    for (int i=1;i<=n;i++){
            int x;scanf("%d",&x);
            a[i].a[0][0]=1;a[i].a[0][1]=1;
            a[i].a[1][0]=1;a[i].a[1][1]=0;
            a[i]=RP(a[i],x-1);//x-1£¬´ïµ½f(x)
    }
    Build(1,1,n);
    while (m--){
        int tp,l,r,x;
        scanf("%d%d%d",&tp,&l,&r);
        if (tp==2){
            printf("%d\n",Query(1,1,n,l,r));
        }else {
            scanf("%d",&x);
            Matrix c;
            c.a[0][0]=1;c.a[0][1]=1;
            c.a[1][0]=1;c.a[1][1]=0;
            Insert(1,1,n,l,r,RP(c,x));//x,f(ai + x)
        }
    }
    return 0;
}


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