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矩阵快速幂优化菲波那切数列

时间:2018-07-06 22:22:28      阅读:164      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:include   const   ret   矩阵   names   cout   typedef   strong   namespace   

  普通的斐波那契数列的递推式很简单,但是如果要求第1014个斐波那契数的话,肯定会tle,这时就可以用矩阵快速幂来优化。

  菲波那切数列普通的递推式是

  f[i]=f[i-1]+f[i-2]

  而矩阵乘法的规则是,讲n行m列的矩阵与k行n列的矩阵相乘,所得矩阵的第i行第j列的数是由第一个矩阵的第i列的每个数与第二个矩阵的第j行的每个数分别相乘,然后相加所得。

  然后我们考虑上面的递推式,可以看做是

  f[i]=f[i-1]*1+f[i-2]*1   f[i-1]=f[i-1]*1+f[i-2]*0

  讲这些都看作是矩阵的话,那么

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  然后求第n个斐波那契数就是求

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  然后利用矩阵快速幂就可以了

  例题codevs1732

  代码:

  

 1 #include<cstdio>
 2 #include<iostream>
 3 #include<cstring>
 4 using namespace std;
 5 typedef long long ll;
 6 const ll mod=1000000007; 
 7 struct node
 8 {
 9     ll a[5][5];
10 }aa;
11 node mul(node &x,node &y) 
12 {
13     node c;
14     for(int i=1;i<=2;++i)
15         for(int j=1;j<=2;++j)
16         {
17             c.a[i][j]=0;
18             for(int k=1;k<=2;++k)
19                 c.a[i][j]=(c.a[i][j]+x.a[i][k]*y.a[k][j]%mod)%mod;
20         }
21     return c;
22 }
23 void quick(ll n)
24 {
25     node c;
26     aa.a[1][1]=aa.a[2][1]=aa.a[1][2]=1,aa.a[2][2]=0;
27     c.a[1][1]=c.a[2][1]=1;
28     c.a[1][2]=c.a[2][2]=0;
29     while(n)
30     {
31         if(n&1)
32         c=mul(c,aa);
33         n>>=1;
34         aa=mul(aa,aa);
35     }
36     //printf("%d %d\n%d %d\n",aa.a[1][1],aa.a[1][2],aa.a[2][1],aa.a[2][2]);
37     cout<<c.a[1][1]<<"\n";
38     return;
39 }
40 int main()
41 {
42     ll n;
43     while(cin>>n)
44         quick(n-1);
45     return 0;
46 }

 

矩阵快速幂优化菲波那切数列

标签:include   const   ret   矩阵   names   cout   typedef   strong   namespace   

原文地址:https://www.cnblogs.com/wxyww/p/9275637.html

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