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poj 3070 题解 矩阵乘法

时间:2014-03-12 22:47:39      阅读:444      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

【序言】惊奇的发现,矩阵乘法真是个优化程序的好东西。像矩阵乘法啊、堆啊,我会陆续学习。

【介绍】矩阵乘法:设A矩阵大小m*p,b矩阵大小为p*n,且C=A*B,那么C矩阵大小为m*n。C数组中的c[i][j]表示A矩阵的第i行和b矩阵的第j列两两相乘的和。矩阵具有结合律,但不具有交换律。

【例题*poj3070】

Fibonacci
Time Limit: 1000MS   Memory Limit: 65536K
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Description

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

bubuko.com,布布扣.

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

Input

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.

Output

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).

Sample Input

0
9
999999999
1000000000
-1

Sample Output

0
34
626
6875

Hint

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

bubuko.com,布布扣.

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

bubuko.com,布布扣.

Source


【分析】矩阵乘法重在推递推式。由于初学,我只会做这种简单的题目。刚开始自己是这么推的。设A矩阵是1*2,元素是(a,b),B矩阵是2*2,元素是(0,1,1,1),这样我们可以计算出,A*B=(b,a+b)。这就起到了递推的效果。可以想象,再乘一个B,结果就是(a+b,a+2b)。这就是一个迭代。

然而编完后,我发现我的程序有点问题。我是先算B^n(用快速幂),再算与A的积。但是因为矩阵不具有交换律,所以得到的结果可能有问题。这是我才惊奇的发现,题目上有递推式!然后套用一下,A了。

【原代码(有bug)】

#include<stdio.h>
using namespace std;
const int mo=10000;
struct arr{int v[3][3];}a,b;
int n;
arr chen(arr x,arr y,int m,int n,int p)
{
  arr s;
  for (int i=1;i<=m;i++)
    for (int j=1;j<=p;j++)
      {
        s.v[i][j]=0;
        for (int k=1;k<=n;k++)
          s.v[i][j]=(s.v[i][j]+x.v[i][k]*y.v[k][j]%mo)%mo;
      }
  return s;
}
void quick()
{
  int mi=n-1;arr res=b;
  while (mi>0)
  {
    if (mi&1) res=chen(res,b,2,2,2);
    b=chen(b,b,2,2,2);
    mi/=2;
  }
  a=chen(a,res,1,2,2);
}
int main()
{
  while (scanf("%ld",&n)>-1)
  {
    if (n==0) {printf("0\n");continue;}
    a.v[1][1]=1;a.v[2][1]=1;
    b.v[1][1]=0;b.v[1][2]=1;b.v[2][1]=1;b.v[2][2]=1;
    quick();
    printf("%ld",a.v[1][1]);
  }
  return 0;
}

【AC代码】

#include<stdio.h>
using namespace std;
const int mo=10000;
struct arr{int v[3][3];}a,b;
int n;
arr chen(arr x,arr y)
{
  arr s;int m=2,n=2,p=2;
  for (int i=1;i<=m;i++)
    for (int j=1;j<=p;j++)
      {
        s.v[i][j]=0;
        for (int k=1;k<=n;k++)
          s.v[i][j]=(s.v[i][j]+x.v[i][k]*y.v[k][j]%mo)%mo;
      }
  return s;
}
void quick()
{
  int mi=n-2;a=b;
  while (mi>0)
  {
    if (mi&1) a=chen(a,b);
    b=chen(b,b);
    mi/=2;
  }
}
int main()
{
  while (scanf("%ld",&n)>-1)
  {
    if (n==0) {printf("0\n");continue;}
    b.v[1][1]=1;b.v[1][2]=1;b.v[2][1]=1;b.v[2][2]=0;
    quick();
    printf("%ld\n",a.v[1][1]);
  }
  return 0;
}

poj 3070 题解 矩阵乘法,布布扣,bubuko.com

poj 3070 题解 矩阵乘法

原文:http://blog.csdn.net/jiangshibiao/article/details/21110773

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