↓ Skip to main content
  1. Posts/

hdu 4965 Fast Matrix Calculation (矩阵快速幂,2014多校#9)

·727 words·2 mins
Note: This article is available in Chinese only. 本文暂无英文版本。 View original

题目链接

题意:Step 1: Calculate a new NN matrix C = AB. Step 2: Calculate M = C^(N*N). Step 3: For each element x in M, calculate x % 6. All the remainders form a new matrix M’. Step 4: Calculate the sum of all the elements in M’.

思路: 水题。。就一个trick…

朴素的矩阵乘法的复杂度是n^3的。。。按照题目的顺序求的话。。。。求M矩阵时会超时。。。(而且1000*1000的数组也不能放到结构体里…?

我们可以根据矩阵乘法的结合律。

M = (AB)^(NN) = A * (BA)^(NN-1) * B

然后就可以搞了。

代码实现
  1/* ***********************************************
  2Author :111qqz
  3Created Time :Wed 19 Oct 2016 08:39:49 PM CST
  4File Name :code/hdu/4965.cpp
  5************************************************ */
  6#include <cstdio>
  7#include <cstring>
  8#include <iostream>
  9#include <algorithm>
 10#include <vector>
 11#include <queue>
 12#include <set>
 13#include <map>
 14#include <string>
 15#include <cmath>
 16#include <cstdlib>
 17#include <ctime>
 18#define fst first
 19#define sec second
 20#define lson l,m,rt<<1
 21#define rson m+1,r,rt<<1|1
 22#define ms(a,x) memset(a,x,sizeof(a))
 23typedef long long LL;
 24#define pi pair < int ,int >
 25#define MP make_pair
 26using namespace std;
 27const double eps = 1E-8;
 28const int dx4[4]={1,0,0,-1};
 29const int dy4[4]={0,-1,1,0};
 30const int inf = 0x3f3f3f3f;
 31const int N=1E3+5;
 32int n,K;
 33struct Mat
 34{
 35    int mat[10][10];
 36    void clear()
 37    {
 38	ms(mat,0);
 39    }
 40}C,M;
 41Mat operator * ( Mat a, Mat b)
 42{
 43    Mat ans;
 44    ans.clear();
 45    for ( int i = 0 ; i < K ; i++)
 46    {
 47	for ( int j = 0 ; j < K ; j++)
 48	{
 49	    for ( int k = 0 ; k < K ; k++)
 50	    {
 51		ans.mat[i][j] = (ans.mat[i][j] + a.mat[i][k] * b.mat[k][j])%6;
 52	    }
 53	}
 54    }
 55    return ans;
 56}
 57Mat operator ^ ( Mat a,int b)
 58{
 59    Mat ans;
 60    ans.clear();
 61    for ( int i = 0 ; i < K ; i++) ans.mat[i][i]  = 1;
 62    while (b>0)
 63    {
 64	if (b&1) ans = ans * a;
 65	b = b >> 1;
 66	a = a * a;
 67    }
 68    return ans;
 69}
 70int A[N][10],B[10][N],ans[2][N][N];
 71int main()
 72{
 73	#ifndef  ONLINE_JUDGE
 74	freopen("code/in.txt","r",stdin);
 75  #endif
 76	while (~scanf("%d%d",&n,&K))
 77	{
 78	    if (n==0&&K==0) break;
 79	    ms(A,0);
 80	    ms(B,0);
 81	    C.clear();
 82	    for ( int i = 0 ; i < n ; i++)
 83		for ( int j = 0 ; j < K ; j++)
 84		    scanf("%d",&A[i][j]);
 85	    for ( int i = 0 ; i < K ; i++)
 86		for ( int j = 0 ; j < n ; j++)
 87		    scanf("%d",&B[i][j]);
 88	    for ( int i = 0 ; i < K ; i++)
 89		for ( int j = 0 ; j < K ; j++)
 90		    for ( int k = 0 ; k < n ; k++)
 91			C.mat[i][j] = (C.mat[i][j] + B[i][k] * A[k][j])%6;
 92	    M = C^(n*n-1);
 93	    ms(ans,0);
 94	    for ( int i = 0  ; i < n ; i++)
 95		for ( int j = 0 ; j < K ;j++)
 96		    for ( int k = 0 ; k < K ; k++)
 97			ans[0][i][j] =( ans[0][i][j] + A[i][k] * M.mat[k][j])%6;
 98	    for ( int i = 0 ; i < n ; i++)
 99		for ( int j = 0 ; j < n ; j++)
100		    for ( int k = 0 ; k < K ; k++)
101			ans[1][i][j] =( ans[1][i][j] + ans[0][i][k] * B[k][j])%6;
102	    LL sum = 0 ;
103	    for ( int i = 0 ; i < n ; i++)
104		for ( int j = 0 ; j < n ; j++)
105		    sum = sum + ans[1][i][j];
106	    printf("%lld\n",sum);
107	}
108  #ifndef ONLINE_JUDGE
109  fclose(stdin);
110  #endif
111    return 0;
112}

Related

hdu 2157 How many ways?? (矩阵快速幂经典题目)

·631 words·2 mins
题意:给定一个有向图,问从A点恰好走k步(允许重复经过边)到达B点的方案数mod p的值 思路: ** 把给定的图转为邻接矩阵,即A(i,j)=1当且仅当存在一条边i->j。令C=A*A,那么C(i,j)=ΣA(i,k)A(k,j),实际上就等于从点i到点j恰好经过2条边的路径数(枚举k为中转点)。类似地,CA的第i行第j列就表示从i到j经过3条边的路径数。同理,如果要求经过k步的路径数,我们只需要快速幂求出A^k即可。**

poj 3233 Matrix Power Series (矩阵快速幂+分治)

·619 words·2 mins
题目链接 题意: Given a n × n matrix A and a positive integer k, find the sum S = A + _A_2 + _A_3 + … + Ak. 思路: 对k进行二分。 比如,当k=6时,有: A + A^2 + A^3 + A^4 + A^5 + A^6 =(A + A^2 + A^3) + A^3*(A + A^2 + A^3) 应用这个式子后,规模k减小了一半。我们二分求出A^3后再递归地计算A + A^2 + A^3,即可得到原问题的答案。

hdu 1575 Tr A (矩阵快速幂模板题)

·417 words·1 min
http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1575 题意:A为一方阵,求(A^k)73得到的矩阵的主对角线的和。 思路:矩阵快速幂。模板题。 代码实现 1/* *********************************************** 2Author :111qqz 3Created Time :2016年02月21日 星期日 10时28分33秒 4File Name :code/hdu/1575.cpp 5************************************************ */ 6 7#include <cstdio> 8#include <cstring> 9#include <iostream> 10#include <algorithm> 11#include <vector> 12#include <queue> 13#include <set> 14#include <map> 15#include <string> 16#include <cmath> 17#include <cstdlib> 18#include <ctime> 19#define fst first 20#define sec second 21#define lson l,m,rt<<1 22#define rson m+1,r,rt<<1|1 23#define ms(a,x) memset(a,x,sizeof(a)) 24typedef long long LL; 25#define pi pair < int ,int > 26#define MP make_pair 27 28using namespace std; 29const double eps = 1E-8; 30const int dx4[4]={1,0,0,-1}; 31const int dy4[4]={0,-1,1,0}; 32const int inf = 0x3f3f3f3f; 33const int N=12; 34const int MOD = 9973; 35struct Mat 36{ 37 int mat[N][N]; 38 void clear() 39 { 40 ms(mat,0); 41 } 42}A; 43int n,k; 44 45Mat operator * (Mat a,Mat b) 46{ 47 Mat c; 48 c.clear(); 49 for ( int i = 0 ; i < n ; i++) 50 for ( int j = 0 ; j < n ; j++) 51 for (int k = 0 ; k < n ; k++) 52 c.mat[i][j] =(c.mat[i][j]+a.mat[i][k]*b.mat[k][j])%MOD; 53 54 return c; 55 56} 57Mat operator ^ (Mat a,int b) 58{ 59 Mat c; 60 for ( int i = 0 ; i < n ; i++) 61 for ( int j = 0 ; j < n ; j++ ) 62 c.mat[i][j]=(i==j); 63 while (b) 64 { 65 if (b&1) c = c * a; 66 b = b>>1; 67 a = a * a; 68 } 69 return c; 70} 71int main() 72{ 73 #ifndef ONLINE_JUDGE 74 freopen("code/in.txt","r",stdin); 75 #endif 76 77 int T; 78 scanf("%d",&T); 79 while (T--) 80 { 81 scanf("%d %d",&n,&k); 82 A.clear(); 83 for ( int i = 0 ; i < n ; i++) 84 for ( int j = 0 ; j < n; j ++) 85 scanf("%d",&A.mat[i][j]); 86 87 Mat res; 88 res.clear(); 89 res = A^k; 90 91 int ans = 0 ; 92 for ( int i = 0 ; i < n ;i++) ans = (ans +res.mat[i][i])%MOD; 93 94 printf("%d\n",ans); 95 96 } 97 98 99 #ifndef ONLINE_JUDGE 100 fclose(stdin); 101 #endif 102 return 0; 103}

codeforces #341 div 2 E. Wet Shark and Blocks (数位dp+矩阵加速)

·558 words·2 mins
http://codeforces.com/problemset/problem/621/E # 题意:有b组数,每组数均有n个且相同。你必须在每组选一个数,组成一个新数sum,使得sum % x == k,问方案数 % (1e9+7)。 思路:数位dp.首先考虑b不是很大的一般情况。dp[i][j]表示处理到前i个块的时候结果为j的方案数。那么转移方程就是:**dp[i][(j_10+t)%x] = dp[i-1][j]_cnt[t] ** cnt[i]表示数字i出现的个数。