快速冪與矩陣快速冪

2021-08-07 13:18:25 字數 1088 閱讀 2485

快速冪,顧名思義要快速解決數冪問題 樸素演算法中時間複雜度為o(n),在處理大數冪時顯然會爆,這時要使用到快速冪的思想。

對於乙個數的6方a^6們通常使用a*a*a*a*a*a,此時計算機進行5乘法運算,但我們可以將其拆分為(a*a)*(a*a)*(a*a),這樣做的優點在於當我們進行一次a*a運算後,只需將其乘3次即可得到結果,相比於原來的5次節約時間,在冪數更大一些時效果更佳明顯。

那麼問題來了,對於乙個簡單的冪運算我們可以快速找出我們需要的那個基數冪,即上文的a*a,在冪更大時該如何找到我們需要的基數呢。這時在將大數離散化之後,會發生一些變化,例如

a^156     將156呈2進製展開為 10011100  

每一位1所代表的數字分別為 4  8  16  128   相加結果為156  那麼我們可以得到

a^4*a^8*a^16*a^128=a^156  這樣我們就找到了需要的基數  a^4 

於是可以從二進位制右端計算到左端,

while(n)

將矩陣帶入後便可以解決一些大面積遞推問題。例如大位菲波那切數列問題。

現需要菲數列第1億項模10^6,遞推當然可以解決但是,電腦:我選擇死亡∠( ᐛ 」∠)_。

f(1)=f(2)=1 f(n)=f(n-1)+f(n-2)  當我們用矩陣表示時 會得到

所以當我們需要更多位菲數列時,對中間的(1110)矩陣乘冪 便得到了

後在使用快速冪思想簡化中間矩陣,便解決了矩陣快速冪問題,矩陣快速冪就是把快速冪中的運算方式換成矩陣運算,線性代數中有詳細介紹,直接附上模板

#includeusing namespace std;

const int n=4;

int n;

struct xx

;ori,res;

xx mul(xx x,xx y)

}

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