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

题目:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=3306

题意:A(N) = X * A(N - 1) + Y * A(N - 2) (N >= 2). S(N) = A(0)2 +A(1)2+……+A(n)2. 给出N,X,Y求S(N)

思路:

首先有这些关系:

S(n) = S(n -1) + A(n)^2

A(n) = xA(n - 1) + yA(n - 2)

A(n)^2 = xxA(n - 1)A(n-1) + 2xyA(n - 1)A(n - 2) + yyA(n - 2)A(n - 2)

那么如果我们有一个矩阵1

|S(n - 1)  A(n)^2      A(n)A(n - 1)  A(n - 1)^2|

我们想得到矩阵2

| S(n)   A(n + 1)^2   A(n + 1)A(n)     A(n)^2 |

那么,根据矩阵的乘法,我们应该让矩阵1乘以这样一个矩阵3

  

利用了关系:

S(n) = S(n - 1) + A(n)^2

A(n + 1)^2 = xxA(n)^2 + 2xyA(n)A(n - 1) + yyA(n - 1)^2

      A(n + 1)A(n) = xA(n)^2 + yA(n)A(n - 1)


所以

| S(n)   A(n + 1)^2   A(n + 1)A(n)     A(n)^2 | = |S(0) A(1)^2 A(1)A(0) A(0)^2| *(上述矩阵3的n次方)

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <algorithm>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#include <vector>
#define INF 0x7fffffff
#define MOD 10007
using namespace std;
typedef long long ll;
typedef vector<int> vec;
typedef vector<vec> mat;
int size;

mat mul(mat &A, mat &B)
{
    mat C(size, vec(size));
    for(int i = 0; i < size; i++)
    {
        for(int k =  0; k < size; k++)
        {
            for(int j = 0; j < size; j++)
            {
                C[i][j] = (C[i][j] + A[i][k] * B[k][j]) % MOD;
            }
        }
    }
    return C;
}

mat pow(mat A, int n)
{
    mat B(size, vec(size));
    for(int i = 0; i < size; i++)
        B[i][i] = 1;
    while(n > 0)
    {
        if(n & 1) B = mul(B, A);
        A = mul(A, A);
        n >>= 1;
    }
    return B;
}

int main()
{
    #ifdef LOCAL
    freopen("data.in", "r", stdin);
    #endif

    size = 4;
    int n, x, y;
    while(scanf("%d%d%d", &n, &x, &y) != EOF)
    {
        x %= MOD; y %= MOD;
        if(n == 0)
        {
            printf("1\n");
            continue;
        }
        mat A(4, vec(4));
        A[0][0] = 1; A[0][1] = 0; A[0][2] = 0; A[0][3] = 0;
        A[1][0] = 1; A[1][1] = x * x % MOD; A[1][2] = x; A[1][3] = 1;
        A[2][0] = 0; A[2][1] = 2 * x * y % MOD; A[2][2] = y; A[2][3] = 0;
        A[3][0] = 0; A[3][1] = y * y % MOD; A[3][2] = 0; A[3][3] = 0;
        A = pow(A, n);
        /*for(int i = 0; i < 4; i++)
        {
            for(int j = 0; j < 4; j++)
                printf("%d ", A[i][j]);
            printf("\n");
        }*/
        int ans = 0;
        for(int i = 0; i < 4; i++)
            ans += A[i][0];
        printf("%d\n", ans % MOD);
    }

    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。 ---
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值