hdu 3306 Another kind of Fibonacci(矩阵快速幂)

本文介绍了一种扩展的斐波那契数列,并提供了一个使用矩阵快速幂算法来高效计算数列平方和的方法。输入包括整数N、X、Y,输出为特定数列的平方和模10007的结果。

Another kind of Fibonacci

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Problem Description
As we all known , the Fibonacci series : F(0) = 1, F(1) = 1, F(N) = F(N - 1) + F(N - 2) (N >= 2).Now we define another kind of Fibonacci : A(0) = 1 , A(1) = 1 , A(N) = X * A(N - 1) + Y * A(N - 2) (N >= 2).And we want to Calculate S(N) , S(N) = A(0)2 +A(1)2+……+A(n)2.

Input
There are several test cases.
Each test case will contain three integers , N, X , Y .
N : 2<= N <= 231 – 1
X : 2<= X <= 231– 1
Y : 2<= Y <= 231 – 1

Output
For each test case , output the answer of S(n).If the answer is too big , divide it by 10007 and give me the reminder.

Sample Input
2 1 1
3 2 3

Sample Output
6
196

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<algorithm>
#include<map>
#include<queue>
#include<math.h>
#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;
typedef long long ll;
const int mod=10007;
ll n,x,y;
struct node
{
    ll a[4][4];
    node()
    {
        memset(a,0,sizeof(a));
    }
}A,B;
node operator *(node a,node b)
{
    node ans;
    for(int i=0;i<4;i++)
        for(int j=0;j<4;j++)
            for(int k=0;k<4;k++)
                ans.a[i][j]=((ans.a[i][j]+a.a[i][k]*b.a[k][j])%mod+mod)%mod;
    return ans;
}
void aa(ll x)
{
    node ans=A,p=B;
    while(x)
    {
        if(x&1)
            ans=ans*p;
        p=p*p;
        x=x/2;
    }
    ll  o=(ans.a[0][3]%mod+mod)%mod;
    cout<<o<<endl;
}
int main()
{

   A.a[0][0]=1,A.a[0][1]=1,A.a[0][2]=1,A.a[0][3]=1;
  while(~scanf("%lld%lld%lld",&n,&x,&y))
  {
      x%=mod;
      y%=mod;
      B.a[0][0]=(x*x)%mod,B.a[0][1]=1,B.a[0][2]=x,B.a[0][3]=1;
      B.a[1][0]=(y*y)%mod,B.a[1][1]=0,B.a[1][2]=0,B.a[1][3]=0;
      B.a[2][0]=(2*x*y)%mod,B.a[2][1]=0,B.a[2][2]=y,B.a[2][3]=0;
      B.a[3][0]=0,B.a[3][1]=0,B.a[3][2]=0,B.a[3][3]=1;
      aa(n);
  }
}
### HDU 2544 题目分析 HDU 2544 是关于最短路径的经典问题,可以通过多种方法解决,其中包括基于邻接矩阵的 Floyd-Warshall 算法。以下是针对该问题的具体解答。 --- #### 基于邻接矩阵的 Floyd-Warshall 实现 Floyd-Warshall 算法是一种动态规划算法,适用于计算任意两点之间的最短路径。它的时间复杂度为 \( O(V^3) \),其中 \( V \) 表示节点的数量。对于本题中的数据规模 (\( N \leq 100 \)),此算法完全适用。 下面是具体的实现方式: ```cpp #include <iostream> #include <algorithm> using namespace std; const int INF = 0x3f3f3f3f; int dist[105][105]; int n, m; void floyd() { for (int k = 1; k <= n; ++k) { // 中间节点 for (int i = 1; i <= n; ++i) { // 起始节点 for (int j = 1; j <= n; ++j) { // 结束节点 if (dist[i][k] != INF && dist[k][j] != INF) { dist[i][j] = min(dist[i][j], dist[i][k] + dist[k][j]); } } } } } int main() { while (cin >> n >> m && (n || m)) { // 初始化邻接矩阵 for (int i = 1; i <= n; ++i) { for (int j = 1; j <= n; ++j) { if (i == j) dist[i][j] = 0; else dist[i][j] = INF; } } // 输入边的信息并更新邻接矩阵 for (int i = 0; i < m; ++i) { int u, v, w; cin >> u >> v >> w; dist[u][v] = min(dist[u][v], w); dist[v][u] = min(dist[v][u], w); // 如果是有向图,则去掉这一行 } // 执行 Floyd-Warshall 算法 floyd(); // 输出起点到终点的最短距离 cout << (dist[1][n] >= INF ? -1 : dist[1][n]) << endl; } return 0; } ``` --- #### 关键点解析 1. **邻接矩阵初始化** 使用二维数组 `dist` 存储每一对节点间的最小距离。初始状态下,设所有节点对的距离为无穷大 (`INF`),而同一节点自身的距离为零[^4]。 2. **输入处理** 对于每条边 `(u, v)` 和权重 `w`,将其存储至邻接矩阵中,并取较小值以防止重边的影响[^4]。 3. **核心逻辑** Floyd-Warshall 的核心在于三重循环:依次尝试通过中间节点优化其他两节点间的距离关系。具体而言,若从节点 \( i \) 到 \( j \) 可经由 \( k \) 达成更优解,则更新对应位置的值[^4]。 4. **边界条件** 若最终得到的结果仍为无穷大(即无法连通),则返回 `-1`;否则输出实际距离[^4]。 --- #### 性能评估 由于题目限定 \( N \leq 100 \),因此 \( O(N^3) \) 的时间复杂度完全可以接受。此外,空间需求也较低,适合此类场景下的应用。 ---
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