矩阵快速幂算法,适用于指数特别大的数据。
时间复杂度可以降到O(logn)
方法:
1 构造出初始矩阵
2 用关键代码
while(n)
{
if(n&1) ans=matmul(ans,a);
a=matmul(a,a);
n=n/2;//也可以用n=n>>1;
}
下面是例题
:数列第N项 20’
描述
a_n = (3a_{n-1} + 4a_{n-2})\ mod\ 1e9 + 7
a
n
=(3a
n−1
+4a
n−2
) mod 1e9+7
输入
输入三个正整数n,a_1,a_2n,a
1
,a
2
输出
输出a_na
n
样例
输入复制
5 1 1
输出复制
103
提示
数据规模
对于50%50%的数据,3\le n\le 50, 1\le a_1,a_2 \le 103≤n≤50,1≤a
1
,a
2
≤10
对于70%70%的数据,3\le n\le 10^7, 1\le a_1,a_2 \le 103≤n≤10
7
,1≤a
1
,a
2
≤10
对于100%100%的数据,3\le n\le 10^{12}, 1\le a_1,a_2 \le 103≤n≤10
12
,1≤a
1
,a
2
≤10
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;
#define ll long long
const ll maxx=1e9+7;
ll n;
ll ans;
class mat
{
public:
ll a[2][2];
mat()
{
memset(a,0,sizeof(a));
}
};
mat & matmul(mat& aa,mat& bb)
{
mat temp=mat();
for(int i=0;i<2;i++)
for(int j=0;j<2;j++)
{
for(int k=0;k<2;k++)
{
temp.a[i][j]=(temp.a[i][j]+aa.a[i][k]*bb.a[k][j])%maxx;
}
}
aa=temp;
return aa;
}
mat pow_mat(mat a,ll n)
{
mat ans=mat();
ans.a[0][0]=1;
ans.a[1][1]=1;
while(n)
{
if(n&1) ans=matmul(ans,a);
a=matmul(a,a);
n=n/2;//也可以用n=n>>1;
}
return ans;
}
int main()
{
mat aa=mat();
aa.a[0][0]=3;
aa.a[0][1]=4;
aa.a[1][0]=1;
ll a1,a2;
cin>>n>>a1>>a2;
if(n==1) cout<<a1;
else if(n==2) cout<<a2;
else
{
mat daan=pow_mat(aa,n-2);
ans=(a2*daan.a[0][0]+a1*daan.a[0][1])%maxx;
cout<<ans;
}
return 0;
}
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