包含6个用空格分割的m,a,c,X0,n和g,其中a,c,X0是非负整数,m,n,g是正整数。
栋栋最近迷上了随机算法,而随机数生成是随机算法的基础。栋栋准备使用线性同余法(Linear Congruential Method)来生成一个随机数列,这种方法需要设置四个非负整数参数m, a, c, X0,按照下面的公式生成出一系列随机数<Xn>:
Xn+1 = (aXn + c) mod m
mod m 表示前面的数除以m的余数。从这个式子可以看出,这个序列的下一个数总是由上一个数生成的。
用种方法生成的序列具有随机序列的性质,因此这种方法被广泛地使用,包括常用的C++和Pascal 的产生随机数的库函数使用的也是这种方法。
知道这样产生的序列具有良好的随机性,不过心急的他仍然想尽快知道Xn 是多少。由于栋栋需要的随机数是0, 1,…, g − 1 之间的,他需要将Xn除以g。取余得到他想要的数,即Xn mod g,你只需要告诉栋栋他想要的数Xn mod g 是多少就可以了。
包含6个用空格分割的m,a,c,X0,n和g,其中a,c,X0是非负整数,m,n,g是正整数。
输出一个数,即Xn mod g
1<=n,m,a,c,X0<=10^18,1<=g<=10^8
解题思路:
首先确定这是递推,看看数据N很大,所以一定要优化,就联想到了矩阵快速幂,构造出矩阵 [a,1] 和[x0],同斐波那契数列做法
[0,1] [c]
,根据结合律,运用矩阵快速幂求解,但是。。若直接long long乘肯定要爆,所以这里有个小技巧。对乘法也进行二进制优化,化乘为加,从而求解。
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;
long long m,a,c,x0,n,g;
struct ss
{
long long messi[3][3];
}p,ans;
long long end[3];
long long solve(long long a,long long b)
{
if (b==0) return 0;
long long sum=solve(a,b>>1);
sum=sum%m+sum%m;
if (b&1==1)sum=(sum%m+a)%m;
return sum;
}
ss work(ss a,ss b)
{
ss c;
memset(c.messi,0,sizeof(c.messi));
c.messi[1][1]=(solve(a.messi[1][1],b.messi[1][1])+solve(a.messi[1][2],b.messi[2][1]))%m;
c.messi[1][2]=(solve(a.messi[1][1],b.messi[1][2])+solve(a.messi[1][2],b.messi[2][2]))%m;
c.messi[2][1]=(solve(a.messi[2][1],b.messi[1][1])+solve(a.messi[2][2],b.messi[2][1]))%m;
c.messi[2][2]=(solve(a.messi[2][1],b.messi[1][2])+solve(a.messi[2][2],b.messi[2][2]))%m;
return c;
}
int main()
{
freopen("main.in","r",stdin);
scanf("%lld %lld %lld %lld %lld %lld",&m,&a,&c,&x0,&n,&g);
ans.messi[1][1]=a; ans.messi[1][2]=1;
ans.messi[2][1]=0; ans.messi[2][2]=1;
bool mh=true;
long long u=n;
while (u>0)
{
if (u%2==1)
{
if (mh)
{
p=ans;
}else
p=work(p,ans);
mh=false;
}
u=u/2;
ans=work(ans,ans);
}
end[1]=x0; end[2]=c;
long long sug=(solve(x0,p.messi[1][1])%m+solve(p.messi[1][2],c)%m)%m%g;
cout<<sug;
}