矩阵快速幂模

本文介绍了一种利用矩阵快速幂解决特定数学问题的方法。通过定义矩阵结构和初始化过程,结合快速幂运算,实现对大规模矩阵乘法的有效计算,并提供了一个完整的C++实现示例。
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  1. #include <cstdio>   
  2. #include <cstring>   
  3. #include <cmath>   
  4. #include <algorithm>   
  5. using namespace std;  
  6. #define MAXN 12   
  7. #define M 9973   
  8. typedef struct  
  9. {  
  10.       int m[MAXN][MAXN];  
  11. }Matrix;  
  12.   
  13. Matrix a, per;  
  14. int n;  
  15.   
  16. void init()  
  17. {  
  18.      for(int i = 0; i < n; i ++)  
  19.               for(int  j = 0;j < n; j ++)  
  20.               {  
  21.                        scanf("%d", &a.m[i][j]);  
  22.                        a.m[i][j] = a.m[i][j] % M;  
  23.                        per.m[i][j] = (i==j);  
  24.               }  
  25. }  
  26.   
  27. Matrix multi(Matrix a, Matrix b)  
  28. {  
  29.      Matrix c;  
  30.      for(int i = 0; i < n; i ++)  
  31.      {  
  32.              for(int j = 0; j < n; j ++)  
  33.              {  
  34.                       c.m[i][j] = 0;  
  35.                       for(int k = 0; k < n; k ++)  
  36.                       {  
  37.                               c.m[i][j] = c.m[i][j] + a.m[i][k] * b.m[k][j] % M;  
  38.                       }  
  39.                       c.m[i][j] = c.m[i][j] % M;  
  40.              }  
  41.      }  
  42.      return c;  
  43. }  
  44.   
  45. int  power(int k)  
  46. {  
  47.       Matrix c, p, ans = per;  
  48.       p = a;  
  49.       while(k)  
  50.       {  
  51.               if(k & 1) ans = multi(ans, p);  
  52.               k = k / 2;  
  53.               p = multi(p, p);  
  54.       }  
  55.       int  sum = 0;  
  56.       for(int i = 0; i <  n; i ++)  
  57.       {  
  58.               sum = (sum + ans.m[i][i]) % M;  
  59.       }  
  60.       return sum % M;  
  61. }  
  62.   
  63. int  main()  
  64. {  
  65.      int t, k;  
  66.      scanf("%d", &t);  
  67.      for(int i = 0; i < t; i ++)  
  68.      {  
  69.              scanf("%d %d", &n, &k);  
  70.              init();  
  71.              int ans = power(k);  
  72.              printf("%d\n", ans);  
  73.      }  
  74.      return 0;  
  75. }  
标题SpringBoot智能在线预约挂号系统研究AI更换标题第1章引言介绍智能在线预约挂号系统的研究背景、意义、国内外研究现状及论文创新点。1.1研究背景与意义阐述智能在线预约挂号系统对提升医疗服务效率的重要性。1.2国内外研究现状分析国内外智能在线预约挂号系统的研究与应用情况。1.3研究方法及创新点概述本文采用的技术路线、研究方法及主要创新点。第2章相关理论总结智能在线预约挂号系统相关理论,包括系统架构、开发技术等。2.1系统架构设计理论介绍系统架构设计的基本原则常用方法。2.2SpringBoot开发框架理论阐述SpringBoot框架的特点、优势及其在系统开发中的应用。2.3数据库设计与管理理论介绍数据库设计原则、数据型及数据库管理系统。2.4网络安全与数据保护理论讨论网络安全威胁、数据保护技术及其在系统中的应用。第3章SpringBoot智能在线预约挂号系统设计详细介绍系统的设计方案,包括功能块划分、数据库设计等。3.1系统功能块设计划分系统功能块,如用户管理、挂号管理、医生排班等。3.2数据库设计与实现设计数据库表结构,确定字段类型、主键及外键关系。3.3用户界面设计设计用户友好的界面,提升用户体验。3.4系统安全设计阐述系统安全策略,包括用户认证、数据加密等。第4章系统实现与测试介绍系统的实现过程,包括编码、测试及优化等。4.1系统编码实现采用SpringBoot框架进行系统编码实现。4.2系统测试方法介绍系统测试的方法、步骤及测试用例设计。4.3系统性能测试与分析对系统进行性能测试,分析测试结果并提出优化建议。4.4系统优化与改进根据测试结果对系统进行优化改进,提升系统性能。第5章研究结果呈现系统实现后的效果,包括功能实现、性能提升等。5.1系统功能实现效果展示系统各功能块的实现效果,如挂号成功界面等。5.2系统性能提升效果对比优化前后的系统性能
在金融行业中,对信用风险的判断是核心环节之一,其结果对机构的信贷政策风险控制策略有直接影响。本文将围绕如何借助机器学习方法,尤其是Sklearn工具包,建立用于判断信用状况的预测系统。文中将涵盖逻辑回归、支持向量机等常见方法,并通过实际操作流程进行说明。 一、机器学习基本概念 机器学习属于人工智能的子领域,其基本理念是通过数据自动学习规律,而非依赖人工设定规则。在信贷分析中,该技术可用于挖掘历史数据中的潜在规律,进而对未来的信用表现进行预测。 二、Sklearn工具包概述 Sklearn(Scikit-learn)是Python语言中广泛使用的机器学习块,提供多种数据处理功能。它简化了数据清洗、特征提取、型构建、验证与优化等流程,是数据科学项目中的常用工具。 三、逻辑回归型 逻辑回归是一种常用于分类任务的线性型,特别适用于二类问题。在信用评估中,该型可用于判断借款人是否可能违约。其通过逻辑函数将输出映射为0到1之间的概率值,从而表示违约的可能性。 四、支持向量机型 支持向量机是一种用于监督学习的算法,适用于数据维度高、样本量小的情况。在信用分析中,该方法能够通过寻找最佳分割面,区分违约与非违约客户。通过选用不同核函数,可应对复杂的非线性关系,提升预测精度。 五、数据预处理步骤 在建前,需对原始数据进行清理与转换,包括处理缺失值、识别异常点、标准化数值、筛选有效特征等。对于信用评分,常见的输入变量包括收入水平、负债比例、信用历史记录、职业稳定性等。预处理有助于减少噪声干扰,增强型的适应性。 六、型构建与验证 借助Sklearn,可以将数据集划分为训练集测试集,并通过交叉验证调整参数以提升型性能。常用评估指标包括准确率、召回率、F1值以及AUC-ROC曲线。在处理不平衡数据时,更应关注型的召回率与特异性。 七、集成学习方法 为提升型预测能力,可采用集成策略,如结合多个型的预测结果。这有助于降低单一型的偏差与方差,增强整体预测的稳定性与准确性。 综上,基于机器学习的信用评估系统可通过Sklearn中的多种算法,结合合理的数据处理与型优化,实现对借款人信用状况的精准判断。在实际应用中,需持续调整型以适应市场变化,保障预测结果的长期有效性。 资源来源于网络分享,仅用于学习交流使用,请勿用于商业,如有侵权请联系我删
### 矩阵快速幂算法的实现 矩阵快速幂是一种高效的算法,用于计算矩阵的高次幂。它基于分治的思想以及矩阵乘法的结合律来降低时间复杂度。以下是矩阵快速幂一个通用代码板: #### Python 实现 ```python import numpy as np def matrix_multiply(A, B, mod=None): """矩阵相乘""" rows_A, cols_A = len(A), len(A[0]) rows_B, cols_B = len(B), len(B[0]) if cols_A != rows_B: raise ValueError("无法进行矩阵乘法") result = [[0 for _ in range(cols_B)] for __ in range(rows_A)] for i in range(rows_A): for j in range(cols_B): temp_sum = 0 for k in range(cols_A): temp_sum += A[i][k] * B[k][j] if mod is not None: temp_sum %= mod result[i][j] = temp_sum return result def matrix_power(matrix, n, mod=None): """矩阵快速幂""" size = len(matrix) identity_matrix = [[int(i == j) for j in range(size)] for i in range(size)] result = identity_matrix base = matrix while n > 0: if n % 2 == 1: result = matrix_multiply(result, base, mod=mod) base = matrix_multiply(base, base, mod=mod) n //= 2 return result ``` 上述代码实现了两个核心函数: - `matrix_multiply`:完成两个矩阵之间的乘法操作,并支持运算[^1]。 - `matrix_power`:通过快速幂的方式高效地计算矩阵的高次幂。 #### C++ 实现 对于更注重性能的语言如C++,也可以提供类似的实现方式: ```cpp #include <vector> using namespace std; // 定义矩阵大小值 const int MOD = 1e9 + 7; typedef vector<vector<long long>> Matrix; Matrix multiply(const Matrix &A, const Matrix &B){ int r = A.size(), c = B[0].size(); Matrix C(r, vector<long long>(c, 0)); for(int i = 0;i < r;i++) { for(int j = 0;j < c;j++) { for(int k = 0;k < (int)B.size();k++) { C[i][j] = (C[i][j] + A[i][k]*B[k][j])%MOD; } } } return C; } Matrix power(Matrix base, long long exp){ int sz = base.size(); Matrix res(sz, vector<long long>(sz, 0)); // 单位矩阵初始化 for(int i = 0;i < sz;i++) res[i][i] = 1; while(exp > 0){ if(exp & 1){ // 如果当前指数为奇数 res = multiply(res, base); } base = multiply(base, base); // 平方更新基底 exp >>= 1; // 右移一位相当于以2 } return res; } ``` 以上代码同样包含了两部分功能: - `multiply` 函数负责执行矩阵间的乘法并处理大整数溢出问题[^4]。 - `power` 函数则采用快速幂的方法加速矩阵幂次的计算。 #### 应用实例——斐波那契数列 假设我们需要使用矩阵快速幂解第 \(n\) 项斐波那契数列,则可以通过如下构造矩阵来进行计算: \[ M = \begin{bmatrix} 1 & 1 \\ 1 & 0 \end{bmatrix}, V_0 = \begin{bmatrix} F(1)\\ F(0) \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 1\\ 0 \end{bmatrix}. \] 那么有 \(\text{{result}} = M^{n-1} \times V_0\) 表示最终的结果向量[^3]。 --- ###
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