poj 3735/3070 矩阵快速幂(牛吃花生)

题意:有n只猫咪,开始时每只猫咪有花生0颗,现有一组操作,由下面三个中的k个操作组成:
1. g i 给i只猫咪一颗花生米
2. e i 让第i只猫咪吃掉它拥有的所有花生米
3. s i j 将猫咪i与猫咪j的拥有的花生米交换

现将上述一组操作做m次后,问每只猫咪有多少颗花生。

3070题意:求第n个斐波那契数的最后4位。

思路:将每一组操作用矩阵A描述,然后就是矩阵快速幂了。对于样例构造的矩阵见代码后注释。最后一列用来表示操作g,操作s就是交换两行,e则是将此行清0。实际上最后所得应该是A^n再乘以一个(n+1)*1的前n个数为0,最后一个数为1的矩阵(全0表示初始时各猫咪拥有的花生数量),实际上得到的就是最后一列的前n个数。

3070思路:采用矩阵相乘的求法(题意中给出的求法),中间计算的时候mod10000即可。

#include <cstdio>
#include <cstring>
#define N 105
using namespace std;
int n,m,q;
struct matrix{
    long long  s[N][N];
}jz,b;
void init(){
    int i;
    memset(b.s, 0, sizeof(b.s));
    memset(jz.s, 0, sizeof(jz.s));
    for(i = 1;i<=n+1;i++){
        b.s[i][i] = 1;
        jz.s[i][i] = 1;
    }
}
struct matrix multi(struct matrix x,struct matrix y){
    int i,j,k;
    struct matrix res;
    memset(res.s, 0, sizeof(res.s));
    for(i = 1;i<=n+1;i++)
        for(j = 1;j<=n+1;j++)
            if(x.s[i][j])
                for(k = 1;k<=n+1;k++)
                    res.s[i][k] += x.s[i][j]*y.s[j][k];
    return res;
}
void solve(int d){
    while(d){
        if(d&1)
            jz = multi(jz,b);
        b = multi(b, b);
        d>>=1;
    }
}
int main(){
    while(scanf("%d %d %d",&n,&m,&q) && (n+m+q)){
        int i,j,k;
        char ch;
        init();
        getchar();
        while(q--){
            ch = getchar();
            if(ch == 'g'){
                scanf("%d\n",&j);
                b.s[j][n+1] += 1;
            }else if(ch == 's'){
                scanf("%d %d\n",&j,&k);
                for(i = 1;i<=n+1;i++){
                    long long tmp = b.s[j][i];
                    b.s[j][i] = b.s[k][i];
                    b.s[k][i] = tmp;
                }
            }else{
                scanf("%d\n",&j);
                memset(b.s[j], 0, sizeof(long long )*(n+2));
            }
        }
        solve(m);
        for(i = 1;i<=n;i++)
            printf("%lld ",jz.s[i][n+1]);
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

/*
0 1 0 2
0 0 0 0
0 0 1 1
0 0 0 1
*/

3070:

#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <queue>
#include <cstdlib>
using namespace std;
#define clc(s,t) memset(s,t,sizeof(s))
#define INF 0x3fffffff
struct matrix{
    int s[2][2];
}b,res;
int n;
struct matrix multi(struct matrix a,struct matrix b){
    struct matrix tmp;
    int i,j,k;
    clc(tmp.s, 0);
    for(i = 0;i<2;i++)
        for(j = 0;j<2;j++)
            for(k = 0;k<2;k++){
                tmp.s[i][j] += a.s[i][k]*b.s[k][j];
                tmp.s[i][j] %= 10000;
            }
    return tmp;
}
void solve(int d){
    while(d){
        if(d&1)
            res = multi(res,b);
        b = multi(b,b);
        d >>= 1;
    }
}
int main(){
    
    while(scanf("%d",&n) && n!=-1){
        b.s[0][0] = b.s[0][1] = b.s[1][0] = 1;
        b.s[1][1] = 0;
        res.s[0][0] = res.s[1][1] = 1;
        res.s[0][1] = res.s[1][0] = 0;
        if(!n){
            printf("0\n");
            continue;
        }
        solve(n);
        printf("%d\n",res.s[0][1]);
    }
}


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