算法笔记_173:历届试题 斐波那契(Java)
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1 问题描述
f(x) = 1 .... (x=1,2)
f(x) = f(x-1) + f(x-2) .... (x>2)
对于给定的整数 n 和 m,我们希望求出:
f(1) + f(2) + ... + f(n) 的值。但这个值可能非常大,所以我们把它对 f(m) 取模。
公式如下
但这个数字依然很大,所以需要再对 p 求模。
2 解决方案
本题代码在蓝桥练习系统中测评为40分,有待优化,下面代码主要运用矩阵幂,可以提高求取斐波那契数的效率,但是依旧不满足测评数据的时间效率。
具体代码如下:
- import java.math.BigInteger;
- import java.util.Scanner;
- public class Main {
- public static BigInteger[][] ZERO = {{BigInteger.ZERO,BigInteger.ZERO},
- {BigInteger.ZERO,BigInteger.ZERO}};
- public static BigInteger[][] KEY = {{BigInteger.ONE,BigInteger.ONE},
- {BigInteger.ONE,BigInteger.ZERO}};
- public static BigInteger MOD;
- public BigInteger[][] mergeMulti(long n) {
- if(n == 0)
- return ZERO;
- if(n == 1)
- return KEY;
- if((n&1) == 0) { //当n为偶数
- BigInteger[][] temp = mergeMulti(n>>1);
- return matrixMulti(temp, temp);
- }
- //当n为奇数
- BigInteger[][] temp = mergeMulti(n>>1);
- return matrixMulti(matrixMulti(temp, temp), KEY);
- }
- public BigInteger[][] matrixMulti(BigInteger[][] A, BigInteger[][] B) {
- BigInteger[][] result = new BigInteger[A.length][B[0].length];
- for(int i = 0;i < result.length;i++)
- for(int j = 0;j < result[0].length;j++)
- result[i][j] = BigInteger.ZERO;
- for(int i = 0;i < A.length;i++)
- for(int j = 0;j < B[0].length;j++)
- for(int k = 0;k < A[0].length;k++)
- result[i][j] = result[i][j].add(A[i][k].multiply(B[k][j]));
- return result;
- }
- public BigInteger getResult(long n) {
- if(n == 1 || n == 2)
- return BigInteger.ONE;
- n = n - 2;
- BigInteger[][] temp = mergeMulti(n);
- BigInteger[][] value = {{BigInteger.ONE, BigInteger.ONE}};
- value = matrixMulti(value, temp);
- return value[0][0];
- }
- public static void main(String[] args) {
- Main test = new Main();
- Scanner in = new Scanner(System.in);
- long n = in.nextLong();
- long m = in.nextLong();
- MOD = in.nextBigInteger();
- BigInteger result = test.getResult(n + 2).subtract(BigInteger.ONE);
- result = result.mod(test.getResult(m)).mod(MOD);
- System.out.println(result);
- }
- }
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