POJ 3233 Matrix Power Series 动态规划(矩阵的幂)

一、题目大意

给出一个矩阵A,

输出矩阵B的每一项对M取余数的值。

二、解题思路

以二维矩阵为例,首先计算K=2的情况,我们设结果矩阵为B

有如下表达式

那么不难看出,需要的矩阵其实就是以下的两个矩阵相乘后的左上角的N*N个

然后我们再来考虑K=3的情况,我们设结果矩阵为C

我们来考虑如何把C表示成矩阵B和A相乘的状态。

不难看出C矩阵就是以下两个矩阵相乘后的N*N的左上角

也是如下矩阵的左上角

综上,我们发现计算B和C时,乘号右边的矩阵是相同的,只是我们需要保证前N排的后N列必须始终为A00..A0N-1,A10..A1N-1,...

保留那些值我们可以通过给右边的矩阵右下角放置零矩阵即可。

那么最终题目的答案可以表示成下的表达式。

三、代码

cpp 复制代码
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
typedef vector<int> vec;
typedef vector<vec> mat;
int M;
mat mul(mat &A, mat &B)
{
    mat C = mat(A.size(), vec(B[0].size()));
    for (int i = 0; i < A.size(); i++)
    {
        for (int j = 0; j < B[0].size(); j++)
        {
            for (int k = 0; k < B.size(); k++)
            {
                C[i][j] = (C[i][j] + A[i][k] * B[k][j]) % M;
            }
        }
    }
    return C;
}
mat pow(mat &A, int N)
{
    mat B = mat(A.size(), vec(A[0].size()));
    for (int i = 0; i < B.size(); i++)
    {
        B[i][i] = 1;
    }
    while (N > 0)
    {
        if (N & 1)
        {
            B = mul(B, A);
        }
        A = mul(A, A);
        N >>= 1;
    }
    return B;
}
void solve()
{
    int N, K;
    scanf("%d%d%d", &N, &K, &M);
    mat A = mat(2 * N, vec(2 * N));
    for (int i = 0; i < N; i++)
    {
        for (int j = 0; j < N; j++)
        {
            scanf("%d", &A[i][j]);
        }
    }
    for (int i = 0; i < N; i++)
    {
        A[i + N][i] = 1;
        A[i + N][i + N] = 1;
    }
    mat B = mat(2 * N, vec(2 * N));
    for (int i = 0; i < N; i++)
    {
        for (int j = 0; j < N; j++)
        {
            B[i][j] = A[i][j];
            B[i][j + N] = A[i][j];
        }
    }
    A = pow(A, K - 1);
    A = mul(B, A);
    for (int i = 0; i < N; i++)
    {
        for (int j = 0; j < N; j++)
        {
            printf("%d%c", A[i][j] % M, j + 1 == N ? '\n' : ' ');
        }
    }
}
int main()
{
    solve();
    return 0;
}
相关推荐
hqyjzsb10 小时前
零 AI 项目经验,学 Python 转型 AI 的正确顺序是什么?
开发语言·人工智能·python·算法·职场和发展·数据挖掘·数据分析
辰烨chenye10 小时前
LeetCode Hot 100 题解 · 二分篇
java·算法·leetcode
微功夫信息技术10 小时前
分层多智能体强化学习驱动的非急救转运公平 - 效率统一调度系统研究与实践
人工智能·学习·算法·动态规划
sanjiaomao33311 小时前
从论文公式到Python实现:用单元测试校验滑动平均算法
python·算法·单元测试
乐迪信息11 小时前
如何通过AI防爆摄像机精准判断船舶超速?
大数据·人工智能·算法·安全·目标跟踪
大圣编蚕12 小时前
Java ByteArrayInputStream 详解:从入门到实战
java·开发语言·算法
小玮看世界13 小时前
[Python]OD算法在OD实际运用转化参考清单
开发语言·python·算法
黎阳之光13 小时前
数字孪生赋能全域水网,实现水资源管控与节水降碳双向提升
人工智能·物联网·算法·安全·数字孪生
随意起个昵称13 小时前
【BFS】冰面滑行
算法·宽度优先
IT小白杨14 小时前
多店铺防关联指纹浏览器哪个好:从账号关联判定模型到环境隔离架构的一次拆解
经验分享·物联网·矩阵·架构·指纹浏览器