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2432: [Noi2011]兔农 - BZOJ

时间:2014-06-27 12:22:37      阅读:254      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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Description

 农夫栋栋近年收入不景气,正在他发愁如何能多赚点钱时,他听到隔壁的小朋友在讨论兔子繁殖的问题。

问题是这样的:第一个月初有一对刚出生的小兔子,经过两个月长大后,这对兔子从第三个月开始,每个月初生一对小兔子。新出生的小兔子生长两个月后又能每个月生出一对小兔子。问第n个月有多少只兔子?

聪明的你可能已经发现,第n个月的兔子数正好是第n个Fibonacci(斐波那契)数。栋栋不懂什么是Fibonacci数,但他也发现了规律:第i+2个月的兔子数等于第i个月的兔子数加上第i+1个月的兔子数。前几个月的兔子数依次为:

1 1 2 3 5 8 13 21 34 …

栋栋发现越到后面兔子数增长的越快,期待养兔子一定能赚大钱,于是栋栋在第一个月初买了一对小兔子开始饲养。

每天,栋栋都要给兔子们喂食,兔子们吃食时非常特别,总是每k对兔子围成一圈,最后剩下的不足k对的围成一圈,由于兔子特别害怕孤独,从第三个月开始,如果吃食时围成某一个圈的只有一对兔子,这对兔子就会很快死掉。

我们假设死去的总是刚出生的兔子,那么每个月的兔子数仍然是可以计算的。例如,当k=7时,前几个月的兔子数依次为:

1 1 2 3 5 7 12 19 31 49 80 …

给定n,你能帮助栋栋计算第n个月他有多少对兔子么?由于答案可能非常大,你只需要告诉栋栋第n个月的兔子对数除p的余数即可。
Input



输入一行,包含三个正整数n, k, p。
Output

 

输出一行,包含一个整数,表示栋栋第n个月的兔子对数除p的余数。
Sample Input


6 7 100

Sample Output


7
HINT

 1<=N<=10^18

2<=K<=10^6

2<=P<=10^9

 

 

简单题解:斐波那契数列在mod k的意义下有循环节,长度在6*k之内

我们要求的数列mod k之后是这样的1,1,2,3....a,0,1*a,1*a,2*a .... b,0,1*b 2*b ... 0

1 a b...这个数列也是有循环节的(可以通过求逆元求出这个数列),这个循环节长度在k以内(可能没有循环,后面mod k都不为1),然后加上矩阵快速幂即可

详细题解:斐波那契数列在mod k的意义下有循环节,长度在6*k之内

因为*/%……@%@¥%@¥#%…*&!@¥@¥%&*/@%

你们还是看VFK的吧

bubuko.com,布布扣
  1 const
  2     maxk=1001000;
  3 type
  4     matrix=array[1..3,1..3]of int64;
  5 var
  6     a:array[0..maxk*6]of longint;
  7     first,last,b,len:array[0..maxk]of longint;
  8     pre:array[0..maxk]of longint;
  9     n,k,p,x,y:int64;
 10     ans,aa,bb:matrix;
 11 
 12 procedure exgcd(a,b:int64);
 13 var
 14     t:int64;
 15 begin
 16     if b=0 then
 17     begin
 18         if a=1 then x:=1
 19         else x:=0;
 20         y:=0;
 21         exit;
 22     end;
 23     exgcd(b,a mod b);
 24     t:=x;
 25     x:=y;
 26     y:=t-(a div b)*y;
 27 end;
 28 
 29 procedure work;
 30 var
 31     i:longint;
 32 begin
 33     a[1]:=1;a[2]:=1;i:=2;
 34     while true do
 35         begin
 36             inc(i);
 37             a[i]:=(a[i-1]+a[i-2])mod k;
 38             if first[a[i]]=0 then first[a[i]]:=i;
 39             if (a[i]=1) and (a[i-1]=1) then break;
 40         end;
 41     for i:=1 to k-1 do
 42         begin
 43             exgcd(i,k);
 44             pre[i]:=(x mod k+k)mod k;
 45         end;
 46     b[1]:=1;last[1]:=1;i:=1;
 47     while true do
 48         begin
 49             len[i]:=first[pre[b[i]]]-1;
 50             if len[i]<0 then break;
 51             inc(i);
 52             b[i]:=int64(a[len[i-1]])*b[i-1]mod k;
 53             if last[b[i]]>0 then break;
 54             last[b[i]]:=i;
 55         end;
 56     aa[1,2]:=1;aa[2,1]:=1;aa[2,2]:=1;aa[3,3]:=1;
 57     bb:=aa;bb[3,2]:=p-1;
 58 end;
 59 
 60 operator *(a,b:matrix)c:matrix;
 61 var
 62     i,j,k:longint;
 63 begin
 64     fillchar(c,sizeof(c),0);
 65     for i:=1 to 3 do
 66         for j:=1 to 3 do
 67             for k:=1 to 3 do
 68                 c[i,k]:=(c[i,k]+a[i,j]*b[j,k])mod p;
 69 end;
 70 
 71 function f(a:matrix;n:int64):matrix;
 72 begin
 73     fillchar(f,sizeof(f),0);
 74     f[1,1]:=1;f[2,2]:=1;f[3,3]:=1;
 75     while n>0 do
 76         begin
 77             if n and 1=1 then f:=f*a;
 78             a:=a*a;
 79             n:=n>>1;
 80         end;
 81 end;
 82 
 83 procedure main;
 84 var
 85     i,j:longint;
 86     s:matrix;
 87     sum:int64;
 88 begin
 89     read(n,k,p);
 90     if n<3 then
 91     begin
 92         writeln(1);
 93         exit;
 94     end;
 95     work;
 96     ans[1,1]:=1;ans[2,2]:=1;ans[3,3]:=1;
 97     if n>len[1] then
 98         begin
 99             dec(n,len[1]+1);
100             ans:=ans*f(aa,len[1]-2)*bb;
101         end
102     else
103         begin
104             ans:=ans*f(aa,n-2);
105             n:=0;
106         end;
107     i:=2;
108     while n>0 do
109         begin
110             if pre[b[i]]=0 then
111             begin
112                 ans:=ans*f(aa,n);
113                 n:=0;
114                 break;
115             end;
116             if len[i]<0 then
117             begin
118                 ans:=ans*f(aa,n);
119                 n:=0;
120                 break;
121             end;
122             if last[b[i]]<i then break;
123             if n>len[i] then
124                 begin
125                     dec(n,len[i]+1);
126                     ans:=ans*f(aa,len[i])*bb;
127                 end
128             else
129                 begin
130                     ans:=ans*f(aa,n);
131                     n:=0;
132                 end;
133             inc(i);
134         end;
135     if n=0 then
136     begin
137         writeln((ans[1,2]+ans[2,2]+ans[3,2])mod p);
138         exit;
139     end;
140     j:=i;
141     sum:=0;
142     fillchar(s,sizeof(s),0);
143     s[1,1]:=1;s[2,2]:=1;s[3,3]:=1;
144     for i:=last[b[j]] to j-1 do
145         begin
146             inc(sum,len[i]+1);
147             s:=s*f(aa,len[i])*bb;
148         end;
149     ans:=ans*f(s,n div sum);
150     n:=n mod sum;
151     i:=last[b[j]];
152     while n>0 do
153         begin
154             if n>len[i] then
155                 begin
156                     ans:=ans*f(aa,len[i])*bb;
157                     dec(n,len[i]+1);
158                 end
159             else
160                 begin
161                     ans:=ans*f(aa,n);
162                     n:=0;
163                 end;
164             inc(i);
165         end;
166     writeln((ans[1,2]+ans[2,2]+ans[3,2])mod p);
167 end;
168 
169 begin
170     main;
171 end.
View Code

 

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