hiho #1143 : 骨牌覆盖问题·一 (运用快速幂矩阵)
#1143 : 骨牌覆盖问题·一
描述
骨牌,一种古老的玩具。今天我们要研究的是骨牌的覆盖问题:
我们有一个2xN的长条形棋盘,然后用1x2的骨牌去覆盖整个棋盘。对于这个棋盘,一共有多少种不同的覆盖方法呢?
举个例子,对于长度为1到3的棋盘,我们有下面几种覆盖方式:

输入
第1行:1个整数N。表示棋盘长度。1≤N≤100,000,000
输出
第1行:1个整数,表示覆盖方案数 MOD 19999997
- 样例输入
-
62247088
- 样例输出
-
17748018 解题思路:
仔细观察可以看出是Fibonacci函数 f(n)=f(n-1)+f(n-2)。
但当n特别大的时候,运算次数太多,必然超时。
所以引入:斐波那契数列,快速矩阵幂解法。
当N很小的时候,我们直接通过递推公式便可以计算。当N很大的时候,只要我们的电脑足够好,我们仍然可以直接通过递推公式来计算。
但是我们学算法的,总是这样直接枚举不是显得很Low么,所以我们要用一个好的算法来加速(装X)。
事实上,对于这种线性递推式,我们可以用矩阵乘法来求第n项。对于本题Fibonacci数列,我们希望找到一个2x2的矩阵M,使得(a, b) x M = (b, a+b),其中(a, b)和(b, a+b)都是1x2的矩阵。
显然,只需要取M = [0, 1; 1, 1]就可以了:
进一步得到:

那么接下来的问题是,能不能快速的计算出M^n?我们先来分析一下幂运算。由于乘法是满足结合律的,所以我们有:

不妨将k[1]..k[j]划分的更好一点?

其中(k[1],k[2]...k[j])2表示将n表示成二进制数后每一位的数字。上面这个公式同时满足这样一个性质:

结合这两者我们可以得到一个算法:
1. 先计算出所有的{a^1, a^2, a^4 ... a^(2^j)},因为该数列满足递推公式,时间复杂度为O(logN)
2. 将指数n二进制化,再利用公式将对应的a^j相乘计算出a^n,时间复杂度仍然为O(logN)
则总的时间复杂度为O(logN)
这种算法因为能够在很短时间内求出幂,我们称之为“快速幂”算法。 AC代码:#include"iostream"
#define MOD 19999997
using namespace std; typedef long long LL; struct Matrix
{
LL matrix[][];
}ans,base; Matrix mult(Matrix a,Matrix b)
{
Matrix c;
for (int i = ; i < ; i++)
{
for (int j = ; j < ; j++)
{
c.matrix[i][j] = ;
for (int k = ; k < ; k++)
{
c.matrix[i][j] += (a.matrix[i][k] * b.matrix[k][j]) % MOD;
}
c.matrix[i][j] %= MOD;
}
} return c;
} LL solve(LL n)
{
base.matrix[][] = base.matrix[][] = base.matrix[][] = ;
base.matrix[][] = ; //初始化单位矩阵
ans.matrix[][] = ans.matrix[][] = ;
ans.matrix[][] = ans.matrix[][] = ; while (n)
{
if (n & )
{
ans = mult(ans, base);
//break;
}
base = mult(base, base);
n >>= ; //n右移一位,n=n>>1 n/2 }
return ans.matrix[][] % MOD; } int main()
{
LL n;
scanf("%lld", &n); printf("%lld", solve(n+) % MOD);
system("pause");
}
hiho #1143 : 骨牌覆盖问题·一 (运用快速幂矩阵)的更多相关文章
- hihoCoder 1143 : 骨牌覆盖问题·一(递推,矩阵快速幂)
[题目链接]:click here~~ 时间限制:10000ms 单点时限:1000ms 内存限制:256MB 描述 骨牌,一种古老的玩具.今天我们要研究的是骨牌的覆盖问题: 我们有一个2xN的长条形 ...
- hihoCoder #1143 : 骨牌覆盖问题·一
#1143 : 骨牌覆盖问题·一 时间限制:10000ms 单点时限:1000ms 内存限制:256MB 描述 骨牌,一种古老的玩具.今天我们要研究的是骨牌的覆盖问题:我们有一个2xN的长条形棋盘,然 ...
- hihoCoder #1143 : 骨牌覆盖问题·一(矩阵乘法)
1143 : 骨牌覆盖问题·一 时间限制:10000ms 单点时限:1000ms 内存限制:256MB 描述 骨牌,一种古老的玩具.今天我们要研究的是骨牌的覆盖问题: 我们有一个2xN的长条形棋盘,然 ...
- 矩阵乘法&矩阵快速幂&矩阵快速幂解决线性递推式
矩阵乘法,顾名思义矩阵与矩阵相乘, 两矩阵可相乘的前提:第一个矩阵的行与第二个矩阵的列相等 相乘原则: a b * A B = a*A+b*C a*c+b*D c d ...
- hdu_2604Queuing(快速幂矩阵)
题目链接:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=2604 Queuing Time Limit: 10000/5000 MS (Java/Others) ...
- Number Sequence(快速幂矩阵)
题目连接:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1005 Number Sequence Time Limit: 2000/1000 MS (Java/O ...
- 【bzoj4870】[Shoi2017]组合数问题 dp+快速幂/矩阵乘法
题目描述 输入 第一行有四个整数 n, p, k, r,所有整数含义见问题描述. 1 ≤ n ≤ 10^9, 0 ≤ r < k ≤ 50, 2 ≤ p ≤ 2^30 − 1 输出 一行一个整数 ...
- 快速幂 & 矩阵快速幂
目录 快速幂 实数快速幂 矩阵快速幂 快速幂 实数快速幂 普通求幂的方法为 O(n) .在一些要求比较严格的题目上很有可能会超时.所以下面来介绍一下快速幂. 快速幂的思想其实是将数分解,即a^b可以分 ...
- hihoCoder #1143 : 骨牌覆盖问题·一 (斐波那契数列)
题意:我们有一个2xN的长条形棋盘,然后用1x2的骨牌去覆盖整个棋盘.对于这个棋盘,一共有多少种不同的覆盖方法呢? 思路:这是斐波那契数列啊,f[n] = f[n-1] + f[n-2],初始时 f[ ...
随机推荐
- “耐撕”团队 2016.04.07 站立会议
1. 时间: 20:00--20:15 共计20分钟. 2. 成员: Z 郑蕊 * 组长 (博客:http://www.cnblogs.com/zhengrui0452/), P 濮成林(博客:ht ...
- 设计模式之UML类图的常见关系(一)
本篇会讲解在UML类图中,常见几种关系: 泛化(Generalization),依赖(Dependency),关联(Association),聚合(Aggregation),组合(Compositio ...
- JS模式:简单的图书馆享元模式
<!DOCTYPE html> <html> <head> <title></title> </head> <body&g ...
- UVA5876 Writings on the Wall 扩展KMP
扩展KMP的简单题. #include<stdio.h> #include<string.h> #define maxn 51010 char s[maxn],t[maxn]; ...
- 13. (转) Android一些布局属性详解
RelativeLayout用到的一些重要的属性: 第一类:属性值为true或false android:layout_centerHrizontal 水平居中 android:l ...
- visual studio各个版本的差异
- codeforces 720A:Closing ceremony
Description The closing ceremony of Squanch Code Cup is held in the big hall with n × m seats, arran ...
- POJ2437 Muddy roads
Description Farmer John has a problem: the dirt road from his farm to town has suffered in the recen ...
- DLUTOJ #1306 Segment Tree?
Description 有一个N个整数的序列(每个数的初值为0).每个数都是整数.你有M次操作.操作有两种类型: ——Add Di Xi 从第一个数开始每隔Di 个位置增加Xi ——Query L ...
- hihocoder1187 Divisors
传送门 时间限制:10000ms 单点时限:1000ms 内存限制:256MB 描述 Given an integer n, for all integers not larger than n, f ...