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算法笔记--矩阵快速幂

时间:2017-09-13 00:02:12      阅读:243      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

写的不错的博客:http://www.cnblogs.com/yan-boy/archive/2012/11/29/2795294.html

优点:根据数列递推式快速计算数列an的值(当n很大时)

步骤:由数列递推式构造矩阵,然后用矩阵快速幂计算矩阵的幂。

构造矩阵:对于a=x*an-1 +y*an-2 ,可以构造矩阵为:

[an ,an-1]=[an-1 ,an-2]*A

A=[x 1

  y 0];

矩阵快速幂模板:

#include<iostream>
#include<cstring>
#include<cstdio>
#include<algorithm> 
using namespace std;
#define ll long long
#define pb push_back
#define mem(a,b) memset(a,b,sizeof(a))

const int MOD=10000;
struct Matrix
{
    ll a[2][2];
}A,res;

Matrix multiply(Matrix x,Matrix y)
{
    Matrix res;
    mem(res.a,0);
    for(int i=0;i<2;i++)
        for(int j=0;j<2;j++)
            for(int k=0;k<2;k++)
                res.a[i][j]=(res.a[i][j]+x.a[i][k]*y.a[k][j])%MOD;
    return res;
}

void qpow(int n)
{
    while(n)
    {
        if(n&1)res=multiply(res,A);
        A=multiply(A,A);
        n=n>>1;
    }
}

例题1:POJ 3070 Fibonacci

代码:

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#include<iostream>
#include<cstring>
#include<cstdio>
#include<algorithm> 
using namespace std;
#define ll long long
#define pb push_back
#define mem(a,b) memset(a,b,sizeof(a))

const int MOD=10000;
struct Matrix
{
    ll a[2][2];
}A,res;

Matrix multiply(Matrix x,Matrix y)
{
    Matrix res;
    mem(res.a,0);
    for(int i=0;i<2;i++)
        for(int j=0;j<2;j++)
            for(int k=0;k<2;k++)
                res.a[i][j]=(res.a[i][j]+x.a[i][k]*y.a[k][j])%MOD;
    return res;
}

void qpow(int n)
{
    while(n)
    {
        if(n&1)res=multiply(res,A);
        A=multiply(A,A);
        n=n>>1;
    }
}

int main()
{
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(0);
    int n;
    while(cin>>n)
    {
        if(n==-1)break;
        mem(res.a,0);
        for(int i=0;i<2;i++)res.a[i][i]=1;
        A.a[0][0]=1;
        A.a[0][1]=1;
        A.a[1][0]=1;
        A.a[1][1]=0;
        qpow(n);
        cout<<res.a[0][1]<<endl; 
    }
    return 0;
} 
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算法笔记--矩阵快速幂

原文:http://www.cnblogs.com/widsom/p/7512690.html

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