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1122 机器人走方格 V4
1122 机器人走方格 V4
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四个机器人a b c d，在2 * 2的方格里，一开始四个机器人分别站在4个格子上，每一步机器人可以往临近的一个格子移动或留在原地（同一个格子可以有多个机器人停留），经过n步后有多少种不同的走法，使得每个毯子上都有1机器人停留。由于方法数量巨大，输出 Mod 10^9 + 7的结果。
Input
输入1个数N（0 <= N <= 10^9)
Output
输出走法的数量 Mod 10^9 + 7
Input示例
1
Output示例
9
思路：矩阵快速幂。
这道题和hdu2232是一样的只不过hud的那到题数据比较小，用dp能过，但这道题必须要矩阵快速幂。这道题的思路可以参考http://blog.csdn.net/womendeaiwoming/article/details/5806700
给出递推：
其中f下标表示第i个机器人在第j的方格的方案；
1 #include<stdio.h> 2 #include<algorithm> 3 #include<iostream> 4 #include<stdlib.h> 5 #include<queue> 6 #include<string.h> 7 using namespace std; 8 typedef long long LL; 9 typedef struct node { 10 LL m[4][4]; 11 node() { 12 memset(m,0,sizeof(m)); 13 } 14 } maxtr; 15 void Init(maxtr *p); 16 maxtr quick(maxtr ans,LL m); 17 const LL mod = 1e9 + 7; 18 LL dp[4][4]; 19 LL dpx[4][4]; 20 int main(void) { 21 LL n; 22 scanf("%lld",&n); 23 if(n == 0) { 24 printf("1\n"); 25 } else { 26 maxtr ac; 27 Init(&ac); 28 int i,j,z; 29 maxtr ak = quick(ac,n); 30 memset(dpx,0,sizeof(dpx)); 31 for(i = 0; i < 4; i++) { 32 for(j = 0; j < 4; j++) { 33 for(z = 0; z < 4; z++) { 34 dpx[i][j] = dpx[i][j] + ak.m[i][z]*dp[z][j]%mod; 35 dpx[i][j]%=mod; 36 } 37 } 38 } 39 int x,y; 40 LL sum = 0; 41 for(i = 0; i < 4; i++) { 42 for(j = 0; j < 4; j++) { 43 for(x = 0; x < 4; x++) { 44 for(y = 0; y < 4; y++) { 45 if(i==j||i==x||i==y||j==x||j==y||x==y) 46 continue; 47 else { 48 sum = sum + (((dpx[0][i]*dpx[1][j]%mod)*dpx[2][x]%mod)*dpx[3][y])%mod; 49 sum %= mod; 50 } 51 } 52 } 53 } 54 } 55 printf("%lld\n",sum); 56 } 57 return 0; 58 } 59 maxtr E() { 60 int i,j; 61 maxtr ans; 62 for(i = 0 ; i < 4 ; i++) { 63 for(j = 0 ; j < 4 ; j++) { 64 if(i == j) { 65 ans.m[i][j] = 1; 66 } 67 } 68 } 69 return ans; 70 } 71 void Init(maxtr *p) { 72 int i,j; 73 for(i = 0; i < 4; i++) { 74 fill(p->m[i],p->m[i]+4,1); 75 } 76 p->m[0][2] = 0; 77 p->m[1][3] = 0; 78 p->m[2][0] = 0; 79 p->m[3][1] = 0; 80 memset(dp,0,sizeof(dp)); 81 for(i = 0; i < 4; i++) { 82 for(j = 0; j < 4; j++) { 83 if(i == j) 84 dp[i][j] = 1; 85 } 86 } 87 } 88 maxtr quick(maxtr ans,LL m) { 89 int i,j,z; 90 maxtr ask = E(); 91 while(m) { 92 if(m&1) { 93 maxtr C; 94 for(i = 0; i < 4; i++) { 95 for(j = 0 ; j < 4; j++) { 96 for(z = 0; z < 4; z++) { 97 C.m[i][j] = C.m[i][j] + ans.m[i][z]*ask.m[z][j]%mod; 98 C.m[i][j]%=mod; 99 }100 }101 }102 ask = C;103 }104 maxtr ak;105 for(i = 0 ; i < 4; i++) {106 for(j = 0; j < 4; j++) {107 for(z = 0 ; z < 4; z++) {108 ak.m[i][j] = ak.m[i][j] + ans.m[i][z]*ans.m[z][j]%mod;109 ak.m[i][j]%=mod;110 }111 }112 }113 ans = ak;114 m>>=1;115 }116 return ask;117 }
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