HDU 2276 - Kiki & Little Kiki 2 (矩阵快速幂)

该博客介绍了如何使用矩阵快速幂算法解决HDU 2276 - Kiki & Little Kiki 2的问题。题目涉及一串灯泡,其状态根据特定规则每秒变化。博主通过观察得出状态变化与灯泡位置异或有关,并将此转化为矩阵形式进行快速幂运算。博客中包含了问题分析、解决思路以及代码实现。

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链接:
Kiki & Little Kiki 2

题意:
给你 n 栈灯围成一圈,灯泡有两种状态开或者关 ,每秒灯泡的状态都会发生变化,变化的规则为 : 如果这栈灯的前一栈灯(第一栈灯的前一栈是第 n 栈灯)是亮着的那么这栈灯的状态机会改变(开变为关,关变为开)。现给出灯的初始状态,求 k (1<= k <= 1e8)秒后所有灯的状态。

思路:

  1. 我们观察到,每栈灯的状态只由两个位置的的状态得到,其实就是这个位置和上一个位置的状态异或一下。然后不难发现每一次状态改变,只要把递推矩阵的相应两个位置设为 1,其他位置都是 0 就好了,再想一下 两个位置异或 怎么变成 加呢,其实就是 两个位置状态相加再对 2 取模(和异或的效果一样),然后就可以直接快速幂递推(如果是 4 栈灯 ,递推矩阵如下)。
(1,0,0,1)
(1,1,0,0)
(0,1,1,0)
(0,0,1,1)
  1. 其实矩阵快速幂就是一个初始矩阵的 k 次递推,只要找到一个递推矩阵乘上初始矩阵后使它变成下一个状态,那么我们就可以利用矩阵乘法的结合律,先把递推矩阵的 k次幂算出来 ,最后乘上初始矩阵,就达到了加速的效果,可以学习一下这篇文章矩阵快速幂(原理+模板)

代码:

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <cstdio>
#include <cstring>
using namespace std;
typedef long long ll;
const
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