C++之路进阶——矩阵乘法(Xn数列)

发表于:2016-2-18 11:08

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 作者:hyxzc    来源:51Testing软件测试网采编

  1281 Xn数列
  时间限制: 1 s
  空间限制: 128000 KB
  题目等级 : 大师 Master
  题目描述 Description
  给你6个数,m, a, c, x0, n, g
  Xn+1 = ( aXn + c ) mod m,求Xn
  m, a, c, x0, n, g<=10^18
  输入描述 Input Description
  一行六个数 m, a, c, x0, n, g
  输出描述 Output Description
  输出一个数 Xn mod g
  样例输入 Sample Input
  11 8 7 1 5 3
  样例输出 Sample Output
  2
  数据范围及提示 Data Size & Hint
  int64按位相乘可以不要用高精度。
  题解:
  1.俄罗斯农夫算法。
  2.矩阵 {(a,0)(1,1)},{Xn,c}
  3.要用快速幂。
  代码:
1 #include<cstdio>
2 #include<iostream>
3 #define ll long long
4
5 using namespace std;
6
7 long long m,a,c,x0,n,g;
8 long long x[2][2],b[2][2],f[1][2];
9
10 long long mull(long long a,long long b,long long m)
11      {
12          long long ans=0;
13          while (b)
14            {
15                if (b&1) ans=(a+ans)%m;
16                b>>=1;
17                a=(a<<1)%m;
18            }
19          return ans;
20      }
21
22 int mull1 (long long a[2][2],long long b[2][2],long long ans[2][2])
23      {
24         long long c[2][2];
25          for (int i=0;i<2;i++)
26             for (int j=0;j<2;j++)
27              {
28                  c[i][j]=0;
29               for (int k=0;k<2;k++)
30                 c[i][j]=(c[i][j]+mull(a[i][k],b[k][j],m))%m;
31               }
32           for (int i=0;i<2;i++)
33             for (int j=0;j<2;j++)
34             ans[i][j]=c[i][j];
35      }
36
37 int mull2 (long long a[1][2],long long b[2][2],long long ans[1][2])
38      {
39          long long c[1][2];
40          for (int i=0;i<1;i++)
41             for (int j=0;j<2;j++)
42                {
43                    c[i][j]=0;
44                    for (int k=0;k<2;k++)
45                    c[i][j]=(c[i][j]+mull(a[i][k],b[k][j],m))%m;
46                }
47            for (int i=0;i<2;i++)
48              ans[0][i]=c[0][i];
49      }
50
51 int main()
52    {
53         scanf("%lld%lld%lld%lld%lld%lld",&m,&a,&c,&x0,&n,&g);
54         x[0][0]=a;
55      x[1][0]=x[1][1]=1;
56      b[0][0]=b[1][1]=1;
57      f[0][0]=x0;f[0][1]=c;
58      while (n)
59        {
60             if (n&1) mull1(x,b,b);
61               mull1(x,x,x);
62               n>>=1;
63        }
64        mull2(f,b,f);
65        printf("%lld\n",f[0][0]%g);
66         return 0;
67    }
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