洛谷 P3390 【模板】矩阵快速幂

标签：如何   turn   names   标记   方式   多少   class   定义   ret   

这题的确是个模板

但也要提到有关矩乘的内容：

首先什么是矩阵？

给一个线性变换

F(x)   (她可能就是个函数，定义域为向量集)

她可以把一个N维向量变成M维

那么显然x的每一维都可能影响着F(x)的每一维，于是F(x)这个线性变换就应该是N*M个在每两维间的小映射构成的。

于是我们可以把她写成M行N列的矩阵（M行N列是出于习惯）

所以矩阵是用于形象的表示线性变换的工具；

所以怎么合乎习惯的构造矩阵呢？

举例说明：

如，有一个三元组（3维向量）x{a,b,c}

定义F(x)={a+b,b+c}

那么可以构造矩阵（2*3的）：

1 1 0

0 1 1

为什么是她呢？

其实矩阵的第i行表示x的每一维对F(x)的第i维的影响；

矩阵的i行j列，表示x的第j维以什么权值（其实是多少倍）影响F(x)第i维的构造；

x的所有维对F(x)的某一维的影响的和，即是F(x)这一维的结果；

如，对于上文中的矩阵；

把x{a,b,c}扔进去；

得到F(x)={1*a+1*b+0*c，0*a+1*b+1*c}={a+b,b+c}

然后什么是矩阵乘法呢？

线性变换作为一种映射，当然可以复合啦！

比如F(x)把五维向量变成四维，G(x)把四维向量变成三维；

那么G[F(x)]就能把五维向量变成三维了；

设H(x)=G[F(x)];

那么H(x)的矩阵是什么呢？

她是G和F的乘积；

如何相乘？

回到本题开头的例子：

F显然是个4*5的矩阵，G是3*4的

H应该是3*5的（行数前列数后）

由上题给出的理解方式H[i,j](表示H的第i行第j列)

表示x的第j维对H(x)的第i行的影响

影响是怎么产生的呢？

Ej先是按照F第j列影响了F(x)的每一维；

F(x)的每一维又按照G第i列影响了G[F(x)]的第i维；

如下图的两矩阵（左边为G，右边F）

***   **
***   **
***   **
***

复合得

**
**
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**

标记复合矩阵的某点

**
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**
**

原矩阵的如下点贡献了复合矩阵的这个点

***   **
***   ** 
***   **
***

 所以H[i,j]=F[1,j]*G[i,1]+F[2,j]*G[i,2]+F[3,j]*G[i,3]+....啦

话说，你是可以得知H[i,j]与G，F中的那些值有关，但是你怎么得到具体的公式的呢？

这个公式的证明需要需要用到线性变换的性质——F(x+y)=F(x)+F(y)之类的(还是我之前已经用到了?)，

由于篇幅，不好细证，其实举例就能理解的，

(就是这东西很好证，博主我不证啦)

然后是代码：

代码如下：

 1 #include<cstdio>
 2 #include<cstring> 
 3 using namespace std;
 4 struct ss{
 5     long long a[101][101];
 6 };
 7 ss re;
 8 ss map;
 9 ss ans;
10 int n;
11 long long m;
12 ss mul(ss ,ss );
13 int Sqr(long long );
14 
15 int main()
16 {
17     int i,j,k;
18     scanf("%d%lld",&n,&m);
19     for(i=1;i<=n;i++){
20         for(j=1;j<=n;j++)
21             scanf("%d",&map.a[i][j]);
22         ans.a[i][i]=1;
23     }
24     Sqr(m);
25     for(i=1;i<=n;i++){
26         for(j=1;j<=n;j++)
27             printf("%d ",ans.a[i][j]);
28         printf("\n");
29     }
30     return 0;
31 }
32 
33 int Sqr(long long m)
34 {
35     while(m){
36         if(m&1)
37             ans=mul(ans,map);
38         m>>=1;
39         map=mul(map,map);
40     }
41 }
42 
43 ss mul(ss x,ss y){
44     int i,j,k;
45     for(i=1;i<=n;i++)
46         for(j=1;j<=n;j++){
47             re.a[i][j]=0;
48             for(k=1;k<=n;k++)
49                 re.a[i][j]=(re.a[i][j]+x.a[i][k]*y.a[k][j])% 1000000007;
50         }
51     return re;
52 }

祝AC哟;

洛谷 P3390 【模板】矩阵快速幂

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原文地址：http://www.cnblogs.com/nietzsche-oier/p/6366224.html