HDU 6395 Sequence 【矩阵快速幂】【分区】

本文介绍了一个关于序列计算的问题,通过矩阵快速幂的方式求解特定形式的数列第n项模10^9+7的值。输入包含序列的起始值及递推公式参数,输出为序列第n项。

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Sequence

Time Limit: 4000/2000 MS (Java/Others)    Memory Limit: 262144/262144 K (Java/Others)
Total Submission(s): 1900    Accepted Submission(s): 729


 

Problem Description

Let us define a sequence as below

⎧⎩⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪F1F2Fn===ABC⋅Fn−2+D⋅Fn−1+⌊Pn⌋



  Your job is simple, for each task, you should output Fn module 109+7.

 

 

Input

The first line has only one integer T, indicates the number of tasks.

Then, for the next T lines, each line consists of 6 integers, A , B, C, D, P, n.

1≤T≤200≤A,B,C,D≤1091≤P,n≤109

 

 

Sample Input


 

2 3 3 2 1 3 5 3 2 2 2 1 4

 

 

Sample Output


 

36 24

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define ll long long
const int MOD = 1e9 + 7;
struct mat{
    ll m[3][3];
    mat(){
        memset(m, 0, sizeof m);
    }
    friend mat operator * (mat a, mat b){
        mat c;
        for(int i = 0; i < 3; i++) for(int j = 0; j < 3; j++){
            ll t = 0;
            for(int k = 0; k < 3; k++) t += a.m[i][k] * b.m[k][j] % MOD;
            c.m[i][j] = t % MOD;
        }
        return c;
    }
} E;
mat POW(mat a, ll b){
    mat c = E;
    while(b){
        if(b & 1) c = c * a;
        a = a * a;
        b >>= 1;
    }
    return c;
}
int main(){
    int N;
    E.m[0][0] = E.m[1][1] = E.m[2][2] = 1;
    for(scanf("%d", &N); N; N--){
        ll a, b, c, d, p, n;
        cin >> a >> b >> c >> d >> p >> n;
        if(n == 1){
            cout << a << endl;
            continue;
        }
        mat f;
        f.m[0][0] = d, f.m[0][1] = c, f.m[1][0] = 1, f.m[2][2] = 1;
        int flag = 0;
        for(int i = 3; i <= n;){
            if(p / i == 0){
                mat w = f;
                w = POW(w, n - i + 1);
                ll ans = w.m[0][0] * b % MOD + w.m[0][1] * a % MOD + w.m[0][2] % MOD;
                ans %= MOD;
                cout << ans << endl;
                flag = 1;
                break;
            }
            int j = min(n, p / (p / i));
            mat w = f;
            w.m[0][2] = p / i;
            w = POW(w, j - i + 1);
            ll x = (w.m[1][0] * b % MOD + w.m[1][1] * a % MOD + w.m[1][2]) % MOD;
            ll y = (w.m[0][0] * b % MOD + w.m[0][1] * a % MOD + w.m[0][2]) % MOD;
            a = x, b = y;
            i = j + 1;
        }
        if(!flag) cout << b << endl;
    }
    return 0;
}

 

### 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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