【洛谷P3390】矩阵快速幂
矩阵快速幂
矩阵乘法:
A[n*m]*B[m*k]=C[n*k];
C[i][j]=sum(A[i][1~n]+B[1~n][j])
为了便于赋值和定义,我们定义一个结构体储存矩阵:
struct Matrix{
long long m[][];
};
X*Y:
Matrix cheng(Matrix X,Matrix Y)
{
Matrix C;
for(long long i=;i<=n;i++)
for(long long j=;j<=n;j++)
{
C.m[i][j]=;
for(long long l=;l<=n;l++)
C.m[i][j]=(C.m[i][j]+X.m[i][l]*Y.m[l][j])%MOD;
}
return C;
}
快速幂:
把k转化为二进制,
如k=10(10)=1010(2);
a^10=a^(2^3) * a^(2^1)=(a^8)*(a^2)
代码:
Matrix qsort(Matrix X,long long p)
{
Matrix S=E;
while(p)
{
if(p&) S=cheng(S,X);
X=cheng(X,X);
p>>=;
}
return S;
}
其中E是一个矩阵,相当于数字1,任何一个矩阵A*E=A。
当n=10时,E等于
1,0,0,0,0,0,0,0,0,0
0,1,0,0,0,0,0,0,0,0
0,0,1,0,0,0,0,0,0,0
0,0,0,1,0,0,0,0,0,0
0,0,0,0,1,0,0,0,0,0
0,0,0,0,0,1,0,0,0,0
0,0,0,0,0,0,1,0,0,0
0,0,0,0,0,0,0,1,0,0
0,0,0,0,0,0,0,0,1,0
0,0,0,0,0,0,0,0,0,1
生成矩阵E:
for(long long i=;i<=n;i++)
E.m[i][i]=;
#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;
long long n,k;
const long long MOD=;
struct Matrix{
long long m[][];
};
Matrix A,E,ANS;
Matrix cheng(Matrix X,Matrix Y)
{
Matrix C;
for(long long i=;i<=n;i++)
for(long long j=;j<=n;j++)
{
C.m[i][j]=;
for(long long l=;l<=n;l++)
C.m[i][j]=(C.m[i][j]+(X.m[i][l]*Y.m[l][j]))%MOD;
}
return C;
}
Matrix qsort(Matrix X,long long p)
{
Matrix S=E;
while(p)
{
if(p&) S=cheng(S,X);
X=cheng(X,X);
p>>=;
}
return S;
}
int main()
{
scanf("%lld%lld",&n,&k);
for(long long i=;i<=n;i++)
E.m[i][i]=;
for(long long i=;i<=n;i++)
for(long long j=;j<=n;j++)
scanf("%lld",&A.m[i][j]);
ANS=qsort(A,k);
for(long long i=;i<=n;i++)
{
for(long long j=;j<=n;j++)
printf("%lld ",ANS.m[i][j]);
puts("");
}
return ;
}
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