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  • Matrix Power Series 题解(二分+矩阵快速幂)

    题目链接

    题目大意

    计算(a^1+a^2+...+a^k)

    (kleq10^9,szleq30)

    (a)是矩阵

    题目思路

    要利用二分思想,感觉其实是分治的思想

    我们先想一下(a^1+a^2+a^3+a^4+a^5+a^6)

    这个式子怎么求

    (a^1+a^2+a^3+a^4+a^5+a^6=(1+a^3)(a^1+a^2+a^3))

    那么你就可以如何写了

    (k)为奇数时

    (sum_{i = 1}^k A^i = sum_{i = 1}^{k -1} A^i + A^{k })

    (k)为偶数时

    (sum_{i = 1}^k = sum_{i = 1}^{k / 2} A^i + A^{k / 2}(sum_{i = 1}^{k / 2}A^i))

    代码

    #include<set>
    #include<map>
    #include<queue>
    #include<stack>
    #include<cmath>
    #include<cstdio>
    #include<vector>
    #include<string>
    #include<cstring>
    #include<iostream>
    #include<algorithm>
    #define fi first
    #define se second
    #define debug cout<<"I AM HERE"<<endl;
    using namespace std;
    typedef long long ll;
    const int maxn=31,inf=0x3f3f3f3f;
    const double eps=1e-6;
    int n,k,mod;
    struct matrix{
        int a[maxn][maxn];
    }base,basetemp,ans,zero;
    matrix mul(matrix a,matrix b){
        matrix temp;
        memset(temp.a,0,sizeof(temp.a)); //一定1要清空
        for(int i=1;i<=n;i++){
            for(int j=1;j<=n;j++){
                for(int k=1;k<=n;k++){
                    temp.a[i][k]+=(a.a[i][j])*(b.a[j][k]);
                    temp.a[i][k]%=mod;
                }
            }
        }
        return temp;
    }
    matrix add(matrix a,matrix b){
        matrix temp;
        memset(temp.a,0,sizeof(temp.a)); //一定1要清空
        for(int i=1;i<=n;i++){
            for(int j=1;j<=n;j++){
                temp.a[i][j]=(a.a[i][j]+b.a[i][j])%mod;
            }
        }
        return temp;
    }
    matrix qpow(ll n,ll b){
        for(int i=1;i<=n;i++){
            for(int j=1;j<=n;j++){
                ans.a[i][j]=(i==j);
                base.a[i][j]=basetemp.a[i][j];
            }
        }
        while(b){
            if(b&1){
                ans=mul(ans,base);
            }
            base=mul(base,base);
            b=b>>1;
        }
        return ans;
    }
    matrix dfs(int x){
        if(x==0){
            return zero;
        }
        if(x%2==1){
            matrix temp1=qpow(n,x);
            x--;
            matrix temp2=dfs(x);
            matrix tempsum=add(temp1,temp2);
            return tempsum;
        }else{
            matrix temp1=qpow(n,x/2);
            for(int i=1;i<=n;i++){
                temp1.a[i][i]=(temp1.a[i][i]+1)%mod;
            }
            matrix temp2=dfs(x/2);
            matrix tempsum=mul(temp1,temp2);
            return tempsum;
        }
    }
    signed main(){
        scanf("%d%d%d",&n,&k,&mod);
        for(int i=1;i<=n;i++){
            for(int j=1;j<=n;j++){
                scanf("%d",&basetemp.a[i][j]);
            }
        }
        matrix pr=dfs(k);
        for(int i=1;i<=n;i++){
            for(int j=1;j<=n;j++){
                printf("%d%c",pr.a[i][j],j==n?'
    ':' ');
            }
        }
        return 0;
    }
    
    
    不摆烂了,写题
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/hunxuewangzi/p/15181459.html
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