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西南民大oj(矩阵快速幂)

我的名字不可能那么难记

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描述

 

Nirvava:Hi,Misaki,听说ZC要离开了..

 

Misaki:好走不送,祝一帆风顺

 

Nirvana: 但他留了好多doge给我们

 

Misaki:……

 

Nirvana:而且他们还有名字,名字如下。

 

 

 

 

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据说ZC离去的原因之一就是因为第Ndoge老是问他能不能记住它的名字。

 

Misaki:记别人名字什么的,好烦哒,ZC肯定记不住。

 

Nirvana:ZC当然记得,毕竟是他的宠物嘛。难倒他的是,doge的第二个问题:我的名字有多长ZC难住了,因为他数着数着就doge精神污染了。

 

Misaki:这个问题,,真的好难..不过,,他们应该能解决。

 

PS:这个题面是不是有点熟♂悉,懒得想题面了,就把以前的题面拿出来了。

 

输入

 

多组输入

每组一个N(0<N<=10^9)

 

输出

第N个doge的名字有多长,由于可能太长,你只需要输出长度%1000000007(1e9+7)的结果即可。

样例输入

1
2
3
4
500

样例输出

1
3
7
17
875025602

提示

 

name[1]="X"
name[2]="XXY"
name[3]="XXYXXYX"
name[4]="XXYXXYXXXYXXYXXXY"
……
以此类推。
分析:设a[i]为总长度,b[i]为X的个数,c[i]为Y的个数,则有a[i]=3*b[i-1]+c[i-1],b[i]=2*b[i-1]+c[i-1],c[i]=b[i-1].
则可构造矩阵
                                |0,0,0|
|a[i-1] ,b[i-1],c[i-1]|*|3,2,1|=|a[i],b[i],c[i]|
                                |1,1,0|
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#include <cstdio>#include <cstring>#include <cmath>#include <iostream>#include <algorithm>#include <queue>#include <cstdlib>#include <stack>#include <vector>#include <set>#include <map>#define LL long long#define mod 1000000007#define inf 0x3f3f3f3f#define N 1000010using namespace std;struct matrix{    LL m[3][3];};LL n;matrix mult(matrix a,matrix b){    matrix c;    memset(c.m,0,sizeof(c.m));    for(int i=0;i<3;i++)    for(int k=0;k<3;k++)    {        if(a.m[i][k]==0)continue;        for(int j=0;j<3;j++)        {            if(b.m[k][j]==0)continue;            c.m[i][j]+=a.m[i][k]*b.m[k][j]%mod;            c.m[i][j]%=mod;        }    }    return c;}matrix quickmod(matrix a,LL n){    matrix temp;    memset(temp.m,0,sizeof(temp.m));    for(int i=0;i<3;i++)temp.m[i][i]=1;    while(n)    {        if(n&1)temp=mult(temp,a);        a=mult(a,a);        n>>=1;    }    return temp;}int main(){    while(scanf("%lld",&n)!=EOF)    {        if(n==1){puts("1");continue;}        matrix ans;        memset(ans.m,0,sizeof(ans.m));        ans.m[0][0]=0;ans.m[0][1]=0;ans.m[0][2]=0;        ans.m[1][0]=3;ans.m[1][1]=2;ans.m[1][2]=1;        ans.m[2][0]=1;ans.m[2][1]=1;ans.m[2][2]=0;        ans=quickmod(ans,n-1);        printf("%lld\n",ans.m[1][0]);    }}
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