矩阵的c++实现(2)

上一次我们了解了矩阵的运算和如何使用矩阵解决斐波那契数列,这一次我们多看看例题,了解什么情况下用矩阵比较合适。

先看例题

1.洛谷P1939 【模板】矩阵加速(数列)

模板题应该很简单。

补:1<n<=10^9

10^9肯定超了,所以可以用矩阵做

我们可以观察到,每一项(x>3)都是由两个量组成,于是创建矩阵:

同时:

那么因为如果要再让,A*base 之后还是应该是前一个为一项,后一项为它的两项前。所以?处应为。??处应为什么自己想想,发在评论区里吧。

但是,在A中并没有出现,这样我们就不可以用A*base表示B了,因为矩阵的乘法中,必须要上一个矩阵中有的元素,才能进入下一个矩阵中。

无论怎样,都无法表示为的形式,所以B不可以由A构成。

那这个时候就可以用一个巧妙的方法:我们在A和B中都增加这一项,这样就会变成

可以表示为,这样就可以满足每一个条件都可以了。

那么我们利用矩阵乘法,在纸上演算七七四十八个小时,就可以得出,

那么用和斐波那契数列一样的做法,快速幂即可

cpp 复制代码
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define mod 1000000007
struct Matrix{
	int n,m;
	long long a[100][100];
	Matrix(){
		memset(a,0,sizeof(a));
	}
	Matrix(int _n,int _m){
		n=_n;
		m=_m;
		memset(a,0,sizeof(a));
	}
};
Matrix ans(1,3);
Matrix base(3,3);
void init(){
	ans.a[0][0]=1;
	ans.a[0][1]=1;
	ans.a[0][2]=1;
	base.a[0][0]=1;base.a[0][1]=1;base.a[0][2]=0;
	base.a[1][0]=0;base.a[1][1]=0;base.a[1][2]=1;
	base.a[2][0]=1;base.a[2][1]=0;base.a[2][2]=0;
}
Matrix mul(Matrix a,Matrix b){
	Matrix res(a.n,b.m);
	for(int i=0;i<a.n;i++){
		for(int j=0;j<b.m;j++){
			for(int k=0;k<a.m;k++){
				res.a[i][j]+=a.a[i][k]*b.a[k][j]%mod;
			}
			res.a[i][j]%=mod;
		}
	}
	return res;
}
Matrix bpow(Matrix a,long long n){
	Matrix res(a.n,a.n);
	for(int i=0;i<a.n;i++)res.a[i][i]=1;
	while(n!=0){
		if(n&1){
			res=mul(res,a);
		}
		a=mul(a,a);
		n>>=1;
	}
	return res;
}
long long F(long long n){
	base=bpow(base,n-3);
	/*for(int i=0;i<3;i++){
		for(int j=0;j<3;j++){
			cout<<base.a[i][j];
		}
		cout<<endl;
	}*/
	ans=mul(ans,base);
	return ans.a[0][0]%mod;
}
int main(){
	long long t;
	cin>>t;
	while(t--){
		long long n;
		cin>>n;
		if(n<=3){
			cout<<1<<endl;
			continue;
		}
		init();
		cout<<F(n)<<endl;
	}
	return 0;
}

2.洛谷P1349 广义斐波那契数列

其实很简单,就是把斐波那契数列的模板套一下

先写一半

相关推荐
机器人零零壹3 小时前
技术白皮书:iRobotCAM如何解决机器人激光切割应用中的核心难点,从CAD离线编程到双目视觉定位与轨迹自适应提升复杂空间曲线切割的精度、效率与柔性化水平
人工智能·算法
布莱克6054 小时前
C/C++ 中变量的声明与定义:区别、联系与常见误区
c语言·开发语言·c++·声明·定义
ZhengEnCi5 小时前
大模型的分类到底怎么分:从基础模型到推理模型、从通用到专用的完整图谱
算法
取名真是6 小时前
Python 算法知识点从基础到进阶
开发语言·python·算法
罗西的思考6 小时前
【轻量化复刻大模型 / KIMI K3】KDA 模块交互式演示
人工智能·算法·机器学习
沫璃染墨8 小时前
从零入门计算机网络系列(十二):HTTP长连接与会话管理详解——从Connection到Cookie与Session
linux·服务器·c++·tcp/ip·ubuntu·http·交互
nm_zfyjt8 小时前
信息流广告投放优化实践:线索成本评估模型与转化链路重构(家装建材案例)
算法·重构·内蒙古朋友圈广告服务商·内蒙古朋友圈获客
xiaoye-duck10 小时前
《C++ 项目:手写大模型接入 SDK》DeepSeek接口设计(下):流式响应实现和测试
开发语言·网络·c++·语言模型
w_zero_one10 小时前
算法--构造
java·数据结构·算法
其实防守也摸鱼10 小时前
信创安全竞赛知识总结与题库
大数据·网络·人工智能·算法·安全·php