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题意:给一个递推式S(n) = a1*S(n-1)+...+aR*S(n-R),要求S(k)+S(2k)+...+S(nk)的值。
分析:看到n的大小和递推式,容易想到矩阵快速幂。但是如何转化呢?
首先看到
我们用A表示上面的递推式中的R*R的那个矩阵,那么对于前面那个向量,每次乘上A^k之后都会变成(S(n + k)...)
那么对于初始的向量( S(R) S(R - 1) ... S(1) ) 如果这个向量当中包括 S(k) 我们可以直接对于每次要算的 S( i * k) 求和
也就是说这个向量乘上( I + A^k + (A^k)^2 + (A^k)^3 + ... + (A^k)^(N - 1))之后对应的 S(k) 所在的那个位置就变成了要求的和
而对于那个矩阵型的等比数列求和可以直接用二分求和(常用的技巧),这样就可以在限制的时间内完成计算了 (Gatevin)
代码:
#include <iostream> #include <cstdio> #include <cstring> #include <cmath> #include <algorithm> #define Mod 1000000007 #define ll long long using namespace std; #define N 100007 ll s[11],a[11]; ll n; int r; struct Matrix { ll m[11][11]; Matrix() { memset(m,0,sizeof(m)); for(int i=1;i<=10;i++) m[i][i] = 1; } }; Matrix Mul(Matrix a,Matrix b) { Matrix res; int i,j,k; for(i=1;i<=r;i++) { for(j=1;j<=r;j++) { res.m[i][j] = 0; for(k=1;k<=r;k++) res.m[i][j] = (res.m[i][j]+(a.m[i][k]*b.m[k][j]%Mod))%Mod; } } return res; } Matrix add(Matrix a,Matrix b) { Matrix res; memset(res.m,0,sizeof(res.m)); int i,j; for(i=1;i<=r;i++) for(j=1;j<=r;j++) res.m[i][j] = (a.m[i][j]+b.m[i][j])%Mod; return res; } Matrix fastm(Matrix a,ll b) { Matrix res; while(b) { if(b&1LL) res = Mul(res,a); a = Mul(a,a); b >>= 1; } return res; } Matrix getsum(Matrix a,ll b) //二分求矩阵等比数列和 { Matrix I; //单位阵 if(b == 1LL) return I; if(b&1LL) return add(getsum(a,b-1LL),fastm(a,b-1LL)); else return Mul(getsum(a,b/2LL),add(I,fastm(a,b/2LL))); // (I+A^k+...+A^(n/2)k)*(I+A^(n/2)k) } int main() { int t,i,j,k; scanf("%d",&t); while(t--) { scanf("%lld%d%d",&n,&r,&k); for(i=1;i<=r;i++) scanf("%lld",&s[i]); for(i=1;i<=r;i++) scanf("%lld",&a[i]); Matrix A; memset(A.m,0,sizeof(A.m)); for(i=1;i<=r;i++) //构造矩阵 { A.m[1][i] = a[i]; if(i < r) A.m[i+1][i] = 1; } //求 I+A^k+A^(2k)+...+A^(n-1)k Matrix base = fastm(A,k); Matrix ans = getsum(base,n); ll res = 0; if(k <= r) //第k项在给出的数内 { for(i=1;i<=r;i++) res = (res + (s[i]*ans.m[r-k+1][r-i+1]%Mod))%Mod; printf("%lld\n",res%Mod); } else //否则先算出s[r+1]...s[k] { for(i=r+1;i<=k;i++) { s[i] = 0; for(j=1;j<=r;j++) s[i] = (s[i]+s[i-j]*a[j]%Mod)%Mod; } for(i=1;i<=r;i++) res = (res + (s[k-i+1]*ans.m[1][i])%Mod)%Mod; printf("%lld\n",res%Mod); } } return 0; }
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SPOJ AMR10E Stocks Prediction --二分求和+矩阵快速幂
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原文地址:http://www.cnblogs.com/whatbeg/p/3893139.html