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  • LOJ#3086. 「GXOI / GZOI2019」逼死强迫症(矩阵快速幂)

    题面

    传送门

    题解

    先考虑全都放(1 imes 2)的方块的方案,设防(i)列的方案数为(g_i),容易推出(g_i=g_{i-1}+g_{i-2}),边界条件为(g_0=g_1=1)

    然后设(f_i)表示可以放(1 imes 1)方块的方案。如果最右边一列不放(1 imes 1),那么转移和之前一样,否则的话,另一个(1 imes 1)必须放在(1)(i-2)列,且根据奇偶性另一个方块放的位置是唯一的,而第一个方块左边全都是(1 imes 2)的方块,我们令(h_i)表示(g_i)的前缀和,那么容易写出(f_i)的转移式

    [f_i=f_{i-1}+f_{i-2}+2h_{i-3} ]

    因为(g)是一个类似于斐波那契数列的东西,所以易知(h_i=g_{i+2}-1)

    [f_i=f_{i-1}+f_{i-2}+2g_{i-1}-2 ]

    维护一个(5 imes 5)的矩阵就可以矩阵快速幂了

    //minamoto
    #include<bits/stdc++.h>
    #define R register
    #define inline __inline__ __attribute__((always_inline))
    #define fp(i,a,b) for(R int i=(a),I=(b)+1;i<I;++i)
    #define fd(i,a,b) for(R int i=(a),I=(b)-1;i>I;--i)
    #define go(u) for(int i=head[u],v=e[i].v;i;i=e[i].nx,v=e[i].v)
    template<class T>inline bool cmax(T&a,const T&b){return a<b?a=b,1:0;}
    template<class T>inline bool cmin(T&a,const T&b){return a>b?a=b,1:0;}
    using namespace std;
    const int P=1e9+7;
    inline void upd(R int &x,R int y){(x+=y)>=P?x-=P:0;}
    inline int add(R int x,R int y){return x+y>=P?x+y-P:x+y;}
    inline int dec(R int x,R int y){return x-y<0?x-y+P:x-y;}
    inline int mul(R int x,R int y){return 1ll*x*y-1ll*x*y/P*P;}
    struct Matrix{
    	int a[5][5];
    	Matrix(){memset(a,0,sizeof(a));}
    	inline int* operator [](const int &x){return a[x];}
    	Matrix operator *(Matrix &b){
    		Matrix res;
    		fp(i,0,4)fp(k,0,4)fp(j,0,4)upd(res[i][j],mul(a[i][k],b[k][j]));
    		return res;
    	}
    }G[35];
    int n;
    int solve(int n){
    	if(n<=3)return n==3?2:0;
    	Matrix res;res[0][2]=res[0][3]=1,res[0][4]=P-2;
    	n-=1;
    	fp(i,0,31)if(n>>i&1)res=res*G[i];
    	return res[0][0];
    }
    int main(){
    //	freopen("testdata.in","r",stdin);
    	int T;scanf("%d",&T);
    	G[0][0][0]=G[0][0][1]=G[0][1][0]=G[0][2][2]=G[0][2][3]=G[0][3][2]=G[0][4][4]=G[0][4][0]=1;
    	G[0][2][0]=2;
    	fp(i,1,32)G[i]=G[i-1]*G[i-1];
    	while(T--)scanf("%d",&n),printf("%d
    ",solve(n));
    	return 0;
    }
    
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