UVa 11149 Power of Matrix(倍增法、矩阵快速幂)
题目链接: 传送门
Power of Matrix
Time Limit: 3000MS
Description
给一个n阶方阵,求A1+A2+A3+......Ak。
思路
A1+A2+...+An = (A1+A2+...+An/2)+(A1+A2+...+An/2) * An/2 = (1 + An/2 ) * (A1+A2+...+An/2)
那么对于(A1+A2+...+An/2)
也能用同样的方法去求,不断对半下去计算,最后总体复杂度为log(n)^2
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;
const int maxn = 50;
const int mod = 10;
struct Matrix
{
int mat[50][50];
int r,c;
Matrix(int r1 = 0,int c1 = 0):r(r1),c(c1)
{
memset(mat,0,sizeof(mat));
}
void E()
{
memset(mat,0,sizeof(mat));
for (int i = 0;i < r;i++)
{
for (int j = 0;j < c;j++)
{
mat[i][j] = (i == j);
}
}
}
Matrix operator+(const Matrix & m)
{
Matrix res(r,c);
for (int i = 0; i < r; i++)
{
for (int j = 0; j < c; j++)
{
res.mat[i][j] = (mat[i][j] + m.mat[i][j])%mod;
}
}
return res;
}
Matrix operator * (const Matrix & m)
{
Matrix res(r,m.c);
for (int i = 0; i < r; i++)
{
for (int j = 0; j < m.c; j++)
{
for (int k = 0; k < c; k++)
{
res.mat[i][j] = (res.mat[i][j] + mat[i][k] * m.mat[k][j])%mod;
}
}
}
return res;
}
void show()
{
for (int i = 0;i < r;i++)
{
bool first = true;
for (int j = 0;j < c;j++)
{
first?printf("%d",mat[i][j]):printf(" %d",mat[i][j]);
first = false;
}
printf("\n");
}
}
};
Matrix pow(Matrix x,int n)
{
Matrix res(x.r,x.c);
res.E();
while (n > 0)
{
if (n&1)
{
res = res * x;
}
x = x * x;
n >>= 1;
}
return res;
}
Matrix sum(Matrix mat,int k)
{
if (k == 1)
{
return mat;
}
Matrix E(mat.r,mat.c);
E.E();
if (k&1)
{
return (E + pow(mat,k/2))*sum(mat,k/2) + pow(mat,k);
}
else
{
return (E + pow(mat,k/2))*sum(mat,k/2);
}
}
int main()
{
int n,k;
while (~scanf("%d%d",&n,&k) && n && k)
{
Matrix Mat(n,n);
for (int i = 0; i < n; i++)
{
for (int j = 0; j < n; j++)
{
scanf("%d",&Mat.mat[i][j]);
Mat.mat[i][j] %= mod;
}
}
if (k == 0)
{
Mat.show();
continue;
}
Mat = sum(Mat,k);
Mat.show();
printf("\n");
}
return 0;
}
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