矩陣快速冪

2021-08-05 19:45:50 字數 1652 閱讀 4428

在講矩陣快速冪之前,先引入整數快速冪的概念。

為了引出矩陣快速冪,以及說明快速冪演算法的好處,我們可以先求整數的冪。如果現在要算x^8:

x*x*x*x*x*x*x*x*x按照尋常思路,乙個乙個往上邊乘,則乘法運算進行7次。

(x*x)*(x*x)*(x*x)*(x*x)這種求法,先進行乘法得x^2,然後對x^2再執行三次乘法,這樣去計算則乘法運算執行4次。已經比七次少。所以為了快速算整數冪,就會考慮這種結合的思想。現在考慮應該怎麼分讓計算比較快。接下來計算整數快速冪。

例如:x^19

19的二進位制為:1 0 0 1 1

(x^m)*(x^n)=x^(m+n)

x^19=(x^16)*(x^2)*(x^1)

那麼怎麼來求解快速冪呢。請看下列**:

求解x^n的值

int

quickpow

(int x,

int n)

res = res*res;

n = n>>1;

}return ans;

}

看了乙個整數的快速冪,現在我們就正式介紹矩陣快速冪演算法。假如現在有乙個n*n的方陣a。所謂方陣就是行數和列數相等的矩陣,先給出乙個數m,讓算矩陣a的m次冪,a^m在此只要求計算並不需要去深究這個矩陣到底是什麼含義。詳細看下邊的**部分

**部分

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

using

namespace std;

#define inf 0x3f3f3f3

#define ll long long

#define pii pair

const

int n =

1e4+5;

const

int mod =

9973

;int n,k;

struct matrix ///結構體,矩陣型別

ans,res;

matrix mul

(matrix a,matrix b)

tmp.m[i]

[j]%

= mod;}}

return tmp;

}///矩陣快速冪,求矩陣res的n次冪

void

quickpower

(int n)

}while

(n)}

intmain()

quickpower

(k);

int sum =0;

for(

int i =

1; i <= n; i++

) sum =

(ans.m[i]

[i]+sum)

%mod;

printf

("%d\n"

,sum);}

return0;

}

快速冪(矩陣快速冪)

求 3 0 3 1 3 n mod 1000000007 input 輸入乙個數n 0 n 10 9 output 輸出 計算結果 sample input 3sample output 40 分析 利用等比數列的求和公式得所求和是 3 n 1 1 2,如果暴力求3 n 1 會超時,這裡引入快速冪來...

快速冪 矩陣快速冪

快速冪 正常情況下求乙個數的冪時間複雜度為o n 而快速冪能把時間複雜度降到o logn 舉個例子 求5的13次方 思想首先把13化為二進位制 1101,即13 1101 8 1 4 1 2 0 1 1 即5 13 58 1 54 1 52 0 5 1 15 5 8 1 5 4 1 5 2 0 5 ...

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快速冪 我們求a ba b ab最直接的方法就是把a乘b次這樣的話複雜度就是o n o n o n 但是在比賽時面對1e9的資料時還是會輕鬆超時的,此時就需要一種更快的乘法來幫助我們 我們把b拆成二進位制的形式得到a ba b ab a 10.01 a a1 0.01此時對b分解得到的序列10.01...