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  • [BZOJ 2326] [HNOI2011] 数学作业 【矩阵乘法】

    题目链接:BZOJ - 2326

    题目分析

    数据范围达到了 10^18 ,显然需要矩阵乘法了!

    可以发现,向数字尾部添加一个数字 x 的过程就是 Num = Num * 10^k + x 。其中 k 是 x 的位数。

    那么位数相同的数字用矩阵乘法处理就可以了。

    [Num, x, 1] * [10^k, 0, 0] = [Num*10^k+x, x+1, 1]

                        [      1, 0, 0]

                        [      0, 1, 1]

    枚举位数,做多次矩阵乘法。

    其中两个整数相乘可能会爆 LL ,那么就用类似快速幂的慢速乘。

    代码

    #include <iostream>
    #include <cstdio>
    #include <cstdlib>
    #include <cstring>
    #include <algorithm>
    #include <cmath>
    
    using namespace std;
    
    typedef long long LL;
    
    LL n, Mod;
    
    struct Matrix
    {
    	int x, y;
    	LL A[5][5];
    	void Clear() {
    		memset(A, 0, sizeof(A));
    	}
    	void SetXY(int a, int b) {
    		x = a; y = b;
    	}
    } M0, M_Ans, M_t;
    
    LL MulNum(LL a, LL b) {
    	LL f = a, ret = 0;
    	while (b) {
    		if (b & 1) {
    			ret += f;
    			if (ret > Mod) ret %= Mod;
    		}
    		b >>= 1;
    		f <<= 1;
    		if (f > Mod) f %= Mod;
    	}
    	return ret;
    }
    
    Matrix Mul(Matrix Ma, Matrix Mb) {
    	Matrix ret;
    	ret.SetXY(Ma.x, Mb.y);
    	ret.Clear();
    	for (int i = 1; i <= ret.x; ++i) {
    		for (int j = 1; j <= ret.y; ++j) {
    			for (int k = 1; k <= Ma.y; ++k) {
    				ret.A[i][j] += MulNum(Ma.A[i][k], Mb.A[k][j]);
    				ret.A[i][j] %= Mod;
    			}
    		}
    	}
    	return ret;
    }
    
    Matrix Pow(Matrix Ma, LL b) {
    	Matrix f, ret;
    	f = Ma;
    	ret.SetXY(Ma.x, Ma.y);
    	ret.Clear();
    	for (int i = 1; i <= ret.x; ++i) ret.A[i][i] = 1;
    	while (b) {
    		if (b & 1) ret = Mul(ret, f);
    		b >>= 1;
    		f = Mul(f, f);
    	}
    	return ret;
    }
    
    int main() 
    {
    	scanf("%lld%lld", &n, &Mod);
    	LL Temp, Ans;
    	M0.SetXY(1, 3);
    	M0.Clear();
    	M0.A[1][1] = 0; M0.A[1][2] = 1; M0.A[1][3] = 1;
    	M_t.SetXY(3, 3);
    	Temp = 1;
    	for (int i = 1; i <= 18; ++i) {
    		Temp *= 10ll;
    		if (Temp > n) break;
    		M_t.Clear();
    		M_t.A[1][1] = Temp;
    		M_t.A[2][1] = M_t.A[2][2] = M_t.A[3][2] = M_t.A[3][3] = 1;
    		M_t = Pow(M_t, Temp - Temp / 10);
    		M0 = Mul(M0, M_t);	
    	}
    	M_t.Clear();
    	M_t.A[1][1] = Temp;
    	M_t.A[2][1] = M_t.A[2][2] = M_t.A[3][2] = M_t.A[3][3] = 1;
    	M_t = Pow(M_t, n - Temp / 10 + 1);
    	M0 = Mul(M0, M_t);
    	Ans = M0.A[1][1];
    	printf("%lld
    ", Ans);
    	return 0;
    }
    

      

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/JoeFan/p/4253827.html
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