fibonacci数列(二)

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难度:3
 
描述

In the Fibonacci integer sequence, F0 = 0, F1 = 1, and Fn = Fn − 1 + Fn − 2 for n ≥ 2. For example, the first ten terms of the Fibonacci sequence are:

0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, …

An alternative formula for the Fibonacci sequence is

.

Given an integer n, your goal is to compute the last 4 digits of Fn.

Hint

As a reminder, matrix multiplication is associative, and the product of two 2 × 2 matrices is given by

.

Also, note that raising any 2 × 2 matrix to the 0th power gives the identity matrix:

.

 
输入
The input test file will contain multiple test cases. Each test case consists of a single line containing n (where 0 ≤ n ≤ 1,000,000,000). The end-of-file is denoted by a single line containing the number −1.
输出
For each test case, print the last four digits of Fn. If the last four digits of Fn are all zeros, print ‘0’; otherwise, omit any leading zeros (i.e., print Fn mod 10000).
样例输入
  1. 0
  2. 9
  3. 1000000000
  4. -1
样例输出
  1. 0
  2. 34
  3. 6875
来源
POJ
上传者
hzyqazasdf
解题思路:
一下午就学了这一个算法,有很多细节总是花很长时间才理解。感觉自己学习算法效率好低啊。
之前刚接触斐波那契数列,想找一个更高效的方法来求,当时看到了,却根本不懂。原来这就是矩阵快速幂。。。从此有了求斐波那契数列更好的方法
既然整数求幂可以用快速幂来求,那么矩阵的幂同样也可以啊。
  1. #include <iostream>
  2. #include <cstdio>
  3. #include <cstring>
  4.  
  5. #define mod 10000
  6.  
  7. using namespace std;
  8.  
  9. struct matrix{
  10. int m[][];
  11. };
  12.  
  13. matrix base,ans;
  14.  
  15. void init(int n){//只初始化base和ans(单位矩阵)
  16. memset(base.m,,sizeof(base.m));
  17. memset(ans.m,,sizeof(ans.m));
  18. for(int i=;i<;i++){
  19. ans.m[i][i]=;
  20. }
  21.  
  22. base.m[][]=base.m[][]=base.m[][]=;
  23. }
  24.  
  25. matrix multi(matrix a,matrix b){
  26. matrix t;
  27. for(int i=;i<;i++){
  28. for(int j=;j<;j++){
  29. t.m[i][j]=;
  30. for(int k=;k<;k++){
  31. t.m[i][j]=(t.m[i][j]+a.m[i][k]*b.m[k][j])%mod;
  32. }
  33. }
  34. }
  35. return t;
  36. }
  37.  
  38. int fast_matrix(int n){
  39. while(n){
  40. if(n&){
  41. ans=multi(ans,base);
  42. }
  43. base=multi(base,base);
  44. n>>=;
  45. }
  46. return ans.m[][];
  47. }
  48.  
  49. int main()
  50. {
  51. int n;
  52. while(~scanf("%d",&n) && n!=-){
  53. init(n);
  54. printf("%d\n",fast_matrix(n));
  55. }
  56. return ;
  57. }

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