Blocks
Time Limit: 1000MS   Memory Limit: 65536K
Total Submissions: 3997   Accepted: 1775

Description

Panda has received an assignment of painting a line of blocks. Since Panda is such an intelligent boy, he starts to think of a math problem of painting. Suppose there are N blocks in a line and each block can be paint red, blue, green or yellow. For some
myterious reasons, Panda want both the number of red blocks and green blocks to be even numbers. Under such conditions, Panda wants to know the number of different ways to paint these blocks.

Input

The first line of the input contains an integer T(1≤T≤100), the number of test cases. Each of the next T lines contains an integer N(1≤N≤10^9) indicating the number of blocks.

Output

For each test cases, output the number of ways to paint the blocks in a single line. Since the answer may be quite large, you have to module it by 10007.

Sample Input

2
1
2

Sample Output

2
6

Source


题目大意:
有一排砖。数量为N。现要将砖所有染上色。有红、蓝、绿、黄四种颜色。

要求被染成红色和绿色的砖块数量必须为偶数,问一共同拥有多少种染色方案。(因为答案较大。模10007)


解题思路:
这道题有两种思路,一个是採用dp的思想,然后转化为矩阵。

还有一个是组合数学的思想。

dp:
用dp[N][4]来表示N块砖块的染色情况,一共同拥有四种状态。
1. dp[N][0] :表示N块中红色绿色的数量均为偶数。
2. dp[N][1] :表示N块中红色为偶数,绿色为奇数。
3. dp[N][2] :表示N块中红色为奇数,绿色为偶数。
4. dp[N][3]
:表示N块中红色绿色的数量均为奇数。
而状态转移方程为:
dp[N+1][0] = 2 * dp[N][0] + 1 * dp[N][1] + 1 * dp[N][2] + 0 * dp[N][3]
dp[N+1][1] = 1 * dp[N][0] + 2 * dp[N][1] + 0 * dp[N][2] + 1 * dp[N][3]
dp[N+1][2] = 1 * dp[N][0] + 0 * dp[N][1]
+ 2 * dp[N][2] + 1 * dp[N][3]
dp[N+1][3]
= 0 * dp[N][0] + 1 * dp[N][1] + 1 * dp[N][2] + 2 * dp[N][3]

上述的转移方程能够转化为矩阵:
|2 1 1 0|
|1 2 0 1|
|1 0 2 1|
|0 1 1 2|

代码:
/*
ID: wuqi9395@126.com
PROG:
LANG: C++
*/
#include<map>
#include<set>
#include<queue>
#include<stack>
#include<cmath>
#include<cstdio>
#include<vector>
#include<string>
#include<fstream>
#include<cstring>
#include<ctype.h>
#include<iostream>
#include<algorithm>
#define INF (1<<30)
#define PI acos(-1.0)
#define mem(a, b) memset(a, b, sizeof(a))
#define For(i, n) for (int i = 0; i < n; i++)
typedef long long ll;
using namespace std;
const int maxn = 5;
const int maxm = 5;
const int mod = 10007;
struct Matrix {
int n, m;
ll a[maxn][maxm];
void clear() {
n = m = 0;
memset(a, 0, sizeof(a));
}
Matrix operator * (const Matrix &b) const {
Matrix tmp;
tmp.clear();
tmp.n = n; tmp.m = b.m;
for (int i = 0; i < n; i++)
for (int j = 0; j < m; j++) {
if (!a[i][j]) continue; //稀疏矩阵乘法优化
for (int k = 0; k < b.m; k++) {
tmp.a[i][k] += a[i][j] * b.a[j][k];
tmp.a[i][k] %= mod;
}
}
return tmp;
}
};
int n;
Matrix Matrix_pow(Matrix A, int k) {
Matrix res;
res.clear();
res.n = res.m = 4;
for (int i = 0; i < 4; i++) res.a[i][i] = 1;
while(k) {
if (k & 1) res = res * A;
k >>= 1;
A = A * A;
}
return res;
}
int main () {
int t;
scanf("%d", &t);
Matrix A;
A.clear();
A.n = A.m = 4;
A.a[0][0] = 2; A.a[0][1] = 1; A.a[0][2] = 1; A.a[0][3] = 0;
A.a[1][0] = 1; A.a[1][1] = 2; A.a[1][2] = 0; A.a[1][3] = 1;
A.a[2][0] = 1; A.a[2][1] = 0; A.a[2][2] = 2; A.a[2][3] = 1;
A.a[3][0] = 0; A.a[3][1] = 1; A.a[3][2] = 1; A.a[3][3] = 2;
while(t--) {
scanf("%d", &n);
Matrix res = Matrix_pow(A, n);
printf("%d\n", res.a[0][0]);
}
return 0;
}

组合数学:

假设没有限制,一共同拥有4 ^ n 次。如今考虑有 k 块被染为红色或绿色,且在k块中。一定有红色或绿色或两者均为奇数的情况。将这些情况减去,即是想要的答案。(1<= k <= n)
从n块中选择k块。为c(n, k)。 而从k块中选择不符合的情况染色,须要对k进行奇偶讨论。
假设k为奇数。红色和绿色的数量为一奇一偶:2 * (c(k, 1) + c(k, 3) + c(k, 5) +……)* c(n, k) * 2^(n - k)   (当中要乘以2,是由于能够分别选择红、绿色为奇数)
假设k为偶数,红色和绿色的数量所有为奇数:(c(k, 1) + c(k,
3) + c(k, 5) +……)* c(n, k) * 2^(n - k) (这里不须要乘以2)
而 c(k,
1) + c(k, 3) + c(k, 5) +…… = 2^(k - 1)
所以,最后的表达式为:
4^n - 2^n*c(n, 1) - 2^(n - 1)*c(n, 2) - 2^n*c(n, 3) - 2^(n-1)*c(n, 4)-…… = 4^n - 2^n*2^(n-1) - 2^(n-1)*(2^(n-1)-1) = 4^(n-1) + 2^(n-1)

代码:
/*
ID: wuqi9395@126.com
PROG:
LANG: C++
*/
#include<map>
#include<set>
#include<queue>
#include<stack>
#include<cmath>
#include<cstdio>
#include<vector>
#include<string>
#include<fstream>
#include<cstring>
#include<ctype.h>
#include<iostream>
#include<algorithm>
#define INF (1<<30)
#define PI acos(-1.0)
#define mem(a, b) memset(a, b, sizeof(a))
#define For(i, n) for (int i = 0; i < n; i++)
typedef long long ll;
using namespace std;
const int mod = 10007;
int multi_pow(int a, int k, int mod) {
int ans = 1;
while(k) {
if (k & 1) ans = (ans * a) % mod;
k >>= 1;
a = (a * a) % mod;
}
return ans;
}
int main () {
int t, n;
scanf("%d", &t);
while(t--) {
scanf("%d", &n);
int ans = multi_pow(2, n - 1, mod);
ans = (ans * ans) % mod + ans;
printf("%d\n", ans % mod);
}
return 0;
}

[POJ 3734] Blocks (矩阵高速幂、组合数学)的更多相关文章

  1. POJ 3734 Blocks 矩阵递推

    POJ3734 比较简单的递推题目,只需要记录当前两种颜色均为偶数, 只有一种颜色为偶数 两种颜色都为奇数 三个数量即可,递推方程相信大家可以导出. 最后来个快速幂加速即可. #include< ...

  2. poj 2778 AC自己主动机 + 矩阵高速幂

    // poj 2778 AC自己主动机 + 矩阵高速幂 // // 题目链接: // // http://poj.org/problem?id=2778 // // 解题思路: // // 建立AC自 ...

  3. poj 3233(矩阵高速幂)

    题目链接:http://poj.org/problem?id=3233. 题意:给出一个公式求这个式子模m的解: 分析:本题就是给的矩阵,所以非常显然是矩阵高速幂,但有一点.本题k的值非常大.所以要用 ...

  4. [POJ 3150] Cellular Automaton (矩阵高速幂 + 矩阵乘法优化)

    Cellular Automaton Time Limit: 12000MS   Memory Limit: 65536K Total Submissions: 3048   Accepted: 12 ...

  5. POJ 3613 Cow Relays (floyd + 矩阵高速幂)

    题目大意: 求刚好经过K条路的最短路 我们知道假设一个矩阵A[i][j] 表示表示 i-j 是否可达 那么 A*A=B  B[i][j]  就表示   i-j 刚好走过两条路的方法数 那么同理 我们把 ...

  6. POJ 3070 Fibonacci(矩阵高速功率)

    职务地址:POJ 3070 用这个题学会了用矩阵高速幂来高速求斐波那契数. 依据上个公式可知,第1行第2列和第2行第1列的数都是第n个斐波那契数.所以构造矩阵.求高速幂就可以. 代码例如以下: #in ...

  7. UVA 11551 - Experienced Endeavour(矩阵高速幂)

    UVA 11551 - Experienced Endeavour 题目链接 题意:给定一列数,每一个数相应一个变换.变换为原先数列一些位置相加起来的和,问r次变换后的序列是多少 思路:矩阵高速幂,要 ...

  8. UVA10518 - How Many Calls?(矩阵高速幂)

    UVA10518 - How Many Calls?(矩阵高速幂) 题目链接 题目大意:给你fibonacci数列怎么求的.然后问你求f(n) = f(n - 1) + f(n - 2)须要多少次调用 ...

  9. HDU2842-Chinese Rings(递推+矩阵高速幂)

    pid=2842">题目链接 题意:求出最少步骤解出九连环. 取出第k个的条件是,k-2个已被取出,k-1个仍在支架上. 思路:想必九连环都玩过吧,事实上最少步骤就是从最后一个环開始. ...

随机推荐

  1. Linux gdb调试入门

    没有使用过gdb调试过程序的觉得gdb是个很神奇的东东,如果你使用它调试一次保证你想忘记它都难,下面看看它的庐山真面目吧! GDB概述 GDB是GNU开源组织发布的一个强大的UNIX下的程序调试工具. ...

  2. C#冒泡泡算法

    代码如下: static void Main(string[] args)         {             int[] arr = new int[] { 87, 85, 89, 84, ...

  3. 支持多QQ登录的软件

    支持多QQ登录,批量加好友,批量回复QQ消息,当然也能接收 下载链接:多QQ登录软件

  4. jquery之批量上传图片

    //var btn; /** * * 获取当前时间 */ ==================================js=================================== ...

  5. 阿里云主机SSD实例磁盘测试及IO调度算法调整

    测试背景及环境说明 阿里云ECS 主机配置: 4C8G root@zabbix-master:~# grep -i "model name" /proc/cpuinfo model ...

  6. seajs初尝 加载jquery返回null解决学习日志含示例下载

    原文地址:http://www.tuicool.com/articles/bmuaEb 如需demo示例,请点击下方链接下载: http://yunpan.cn/cVEybKs8nV7CF  提取码 ...

  7. BootStrap-validator 使用记录(JAVA SpringMVC实现)

    BootStrap 是一个强大的前面框架,它用优雅的方式解决了网页问题.最近正在使用其开发网站的表单验证,一点体会记录如下: 注:本文中借鉴了博客Franson 的文章<使用bootstrapv ...

  8. [转]Sql Server 2005中的架构(Schema)、用户(User)、登录(Login)和角色(Role)

    每一个概念的产生必然是因为碰到了无法解决的问题.换句话说,如果没有它,必然会导致某些问题难以解决.所以我想从这个角度切入,希望能把这几个复杂而暧昧的多角关系从最实用的角度来阐述清楚. 在问题的最初,我 ...

  9. ubuntu 下使用mysql

    第一步:安装mysql apt-get install mysql-server 第二步:设置允许远程登录 修改/etc/mysql/my.cnf(此文件为mysql的配置文件).将文件中的bindi ...

  10. 转载----给JavaScript初学者的24条最佳实践

      给JavaScript初学者的24条最佳实践 1.使用 === 代替 == JavaScript 使用2种不同的等值运算符:===|!== 和 ==|!=,在比较操作中使用前者是最佳实践. “如果 ...