YTU 3374: H胖胖的健身计划
3374: H胖胖的健身计划
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题目描述
L老师布置了一道思考题,一个人一次可以上一个台阶,也可以上两个台阶,问上到n级台阶有多少种走法?H胖胖非常聪明,拿出胖胖的小手掐指算起来。登上第一级台阶有一种登法;登上两级台阶,有两种登法;登上三级台阶,有三种登法;登上四级台阶,有五种方法……所以,1,2,3,5,8,13,……。
H胖胖为了保持身体苗条,给自己制定了一个锻炼计划,决定用刚才计算的数列确定每天自己锻炼的步数,就是说第1天走1步,第2天走2步,第3天走5步,第4天走8步,第5天走13步,……。
H胖胖的同学LYQ正好在学习矩阵相乘,帮他想到了一个快递计算的方法如下公式所示。
H胖胖拿出手机查阅了快速幂的百度百科,看到如下信息:
快速幂
顾名思义,快速幂就是快速算底数的n次幂。其时间复杂度为 O(log₂N), 与朴素的O(N)相比效率有了极大的提高。
原理
以下以求a的b次方来介绍:
把b转换成二进制数。
该二进制数第i位的权为
例如
11的二进制是1011
11 = 2³×1 + 2²×0 + 2¹×1 + 2º×1
因此,我们将a¹¹转化为算
但是H胖胖的手机太不给力,后面的代码实在看不清了,请正在做题的你帮帮他吧。
输入
一个整数n(0<n<10^12)
输出
H胖胖走的步数%100007的结果
样例输入
6
样例输出
13
思路:
题目数据范围太大,暴力会T。所以我们考虑用矩阵快速幂来做,初始化一个单位矩阵,再重载一下乘法,最后求出来左边矩阵的n-2次方,再和右边矩阵相乘得出一个两行一列的矩阵,第一个元素就是我们要的答案,再模10007就解决了。
AC代码:
#include <bits/stdc++.h>
#define mod(x) ((x)%MOD)using namespace std;
typedef long long ll;
const ll maxn = 2;
const ll MOD = 100007;ll n;
struct mat
{ll m[maxn][maxn];
}unit;mat operator * (mat a, mat b) // 重载乘法
{mat ret;ll x;// 矩阵相乘for(ll i=0;i<maxn;i++){for(ll j=0;j<maxn;j++){x = 0;for(ll k= 0;k<maxn;k++){x += mod((ll)a.m[i][k]*b.m[k][j]);}ret.m[i][j] = mod(x); //宏定义模100007}}return ret;
}void init_unit() //初始化一个单位矩阵
{for(ll i = 0; i < 10; i++)unit.m[i][i] = 1;return ;
}mat kpow_mat(mat a, ll b)
{mat ret = unit; //单位矩阵while(b){if(b&1) ret = ret * a; // 这里我们在重载乘法的时候就已经模100007了a = a * a;b>>=1;}return ret ;
}int main()
{init_unit();scanf("%lld", &n);mat a,b;if(n == 1 || n == 2 || n == 3){printf("%lld", n);}else {b.m[0][0] = 1, b.m[1][0] = 1;b.m[0][1] = 1, b.m[1][1] = 0;a.m[0][0] = 2, a.m[0][1] = 1;b = kpow_mat(b, n-2);a = a*b;printf("%lld", a.m[0][0]%MOD);}
}
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