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
倒头就睡的小比特2 天前
算法竞赛C++常用的STL
c++·算法
小羊没烦恼!2 天前
初探性能优化——2个月到4小时的性能提升
java·开发语言·windows·算法·c#
猎头南楼2 天前
知识社区推荐系统实践:新用户冷启动与长短期兴趣建模的挑战 资深推荐算法工程师
人工智能·深度学习·算法·机器学习
旖旎夜光2 天前
力控面试题 01.01: 判定字符是否唯一(位运算) —— 题解
c++·学习·算法·leetcode·力控
wzdark2 天前
大规模并行计算中的负载均衡算法研究4
算法
Because_of_Her12 天前
并查集-听课笔记
笔记·算法·并查集
码流子2 天前
高速公路安全监测实践:碰撞监测预警+物联网底座,从感知到处置的闭环
大数据·人工智能·物联网·算法·架构
another heaven2 天前
【算法/C++ MD5算法能否逆解码?原理、C++实现与同类哈希算法对比】
c++·算法·哈希算法
wzdark2 天前
从算法设计模式看编程思维的抽象能力4
算法
2601_962218612 天前
万象生鲜系统称重自动多退少补算法解决生鲜非标品痛点
大数据·数据库·人工智能·python·算法