HDU 4291 A Short problem(矩阵快速幂+循环节)

题目链接“:

http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=4291


题意:

g(0)=0,g(1)=1;

g(n) = 3g(n - 1) + g(n - 2);

求g(g(g(n))) mod 109 + 7


分析:

首先我们得认识到,如果一层一层算是必定会超时的。

其次,取模运算是有循环节的。

step1我们找出g(x)%1000000007的循环节 mod1

step2 设g(g(n)) = g(x) x=g(n) 对mod1 取模得到mod2.

剩下的工作就是进行三次的快速幂运算 从内到外进行。

代码如下:

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;

typedef long long LL;

const LL mod = 1e9+7;

const LL mod1 = 222222224;

const LL mod2 = 183120;

//´ò±íÕÒÑ­»·½Ú
//mod 1e9+7 ===> mod1 ,mod mod1 ===>mod2;
/*
int main()
{
    LL f0=0,f1=1;
    for(LL i=1;;i++){
        LL tmp = (3 * f1 + f0)%mod;
        f0 = f1 ;
        f1 = tmp;
        if(f0==0&&f1==1){
            printf("ans: %d\n",i);
            break;
        }
    }
    return 0;
}
*/

struct matrix{
    LL a[2][2];
};

matrix I={
    1,0,
    0,1
};

matrix multi(matrix A,matrix B,int mod){
    matrix C;
    for(int i=0;i<2;i++){
        for(int j = 0; j < 2;j++){
            C.a[i][j]=0;
            for(int k=0;k<2;k++)
                C.a[i][j]=(C.a[i][j]+A.a[i][k]*B.a[k][j])%mod;
        }
    }
    return C;
}

LL pow(matrix A ,LL n,LL mod){
    matrix tmp = I;
    while(n){
        if(n&1)
            tmp= multi(tmp,A,mod);
        n>>=1;
        A=multi(A,A,mod);
    }
    return tmp.a[0][0];
}

int main(){
    LL n;
    while(~scanf("%lld",&n)){
        matrix A= {
            3,1,
            1,0
        };
        if(n>=2) n = pow(A,n-1,mod2);
        if(n>=2) n = pow(A,n-1,mod1);
        if(n>=2) n = pow(A,n-1,mod);
        printf("%I64d\n",n);
    }
    return 0;
}














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