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A * B Problem Plus

A * B Problem Plus

题目链接:http://acm.split.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1402

FFT(模板题)

(FFT的详细证明参见算法导论第三十章)

一个多项式有两种表达方式:

1.系数表示法,系数表示的多项式相乘,时间复杂度为O(n^2);

2.点值表示法,点值表示的多项式相乘,时间复杂度为O(n).

简单的说,FFT能办到的就是将系数表示的多项式转化为点值表示,其时间复杂度为O(nlgn),而将点值表示的多项式转化为系数表示需要IFFT(FFT的逆运算),其形式与FFT相似,时间复杂度也为O(nlgn).

这道题需要用FFT将两个大数转化为点值表示,相乘后再用IFFT将点值表示转化回系数表示,总时间复杂度为O(nlgn).

代码如下:

 1 #include<cstdio> 2 #include<cmath> 3 #include<algorithm> 4 #include<cstring> 5 #include<iostream> 6 #define N 200005 7 using namespace std; 8 const double pi=acos(-1.0); 9 struct Complex{10     double r,i;11     Complex(double r=0,double i=0):r(r),i(i){};12     Complex operator + (const Complex &rhs){13         return Complex(r+rhs.r,i+rhs.i);14     }15     Complex operator - (const Complex &rhs){16         return Complex(r-rhs.r,i-rhs.i);17     }18     Complex operator * (const Complex &rhs){19         return Complex(r*rhs.r-i*rhs.i,i*rhs.r+r*rhs.i);20     }21 }a[N],b[N],c[N];22 char s1[N],s2[N];23 int ans[N],n1,n2,len;24 inline void sincos(double theta,double &p0,double &p1){25     p0=sin(theta);26     p1=cos(theta);27 }28 void FFT(Complex P[], int n, int oper){29     for(int i=1,j=0;i<n-1;i++){30         for(int s=n;j^=s>>=1,~j&s;);31         if(i<j)swap(P[i],P[j]);32     }33     Complex unit_p0;34     for(int d=0;(1<<d)<n;d++){35         int m=1<<d,m2=m*2;36         double p0=pi/m*oper;37         sincos(p0,unit_p0.i,unit_p0.r);38         for(int i=0;i<n;i+=m2){39             Complex unit=1;40             for(int j=0;j<m;j++){41                 Complex &P1=P[i+j+m],&P2=P[i+j];42                 Complex t=unit*P1;43                 P1=P2-t;44                 P2=P2+t;45                 unit=unit*unit_p0;46             }47         }48     }49     if(oper==-1)for(int i=0;i<len;i++)P[i].r/=len;50 }51 void Conv(Complex a[],Complex b[],int len){//求卷积52     FFT(a,len,1);//FFT53     FFT(b,len,1);//FFT54     for(int i=0;i<len;++i)c[i]=a[i]*b[i];55     FFT(c,len,-1);//IFFT56 }57 void init(char *s1,char *s2){58     len=1;59     n1=strlen(s1),n2=strlen(s2);60     while(len<2*n1||len<2*n2)len<<=1;61     int idx;62     for(idx=0;idx<n1;++idx){63         a[idx].r=s1[n1-1-idx]-0;64         a[idx].i=0;65     }66     while(idx<len){67         a[idx].r=a[idx].i=0;68         idx++;69     }70     for(idx=0;idx<n2;++idx){71         b[idx].r=s2[n2-1-idx]-0;72         b[idx].i=0;73     }74     while(idx<len){75         b[idx].r=b[idx].i=0;76         idx++;77     }78 }79 int main(void){80     while(scanf("%s%s",s1,s2)==2){81         init(s1,s2);82         Conv(a,b,len);83         for(int i=0;i<len+len;++i)ans[i]=0;//93ms84         //memset(ans,0,sizeof(ans));//140ms85         int index;86         for(index=0;index<len||ans[index];++index){87             ans[index]+=(c[index].r+0.5);88             ans[index+1]+=(ans[index]/10);89             ans[index]%=10;90         }91         while(index>0&&!ans[index])index--;92         for(;index>=0;--index)printf("%d",ans[index]);93         printf("\n");94     }95 }

 

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