斐波那契(矩陣快速冪)

2021-10-04 21:26:08 字數 1951 閱讀 9440

斐波那契數列,即fib

(n)=

fib(

n−1)

+fib

(n−2

)fib(n)=fib(n-1)+fib(n-2)

fib(n)

=fib

(n−1

)+fi

b(n−

2),就這麼乙個數列,顯然可以直接遞推求解,時間複雜度o(n

)o(n)

o(n)

,似乎沒什麼問題。

然後就遇到了這個,n

nn的取值範圍最大是2×1

09

2\times10^9

2×10

9的這麼乙個題,線性顯然不能滿足時間限制,然後就需要用矩陣快速冪求解了。

用f (n

)f(n)

f(n)

表示乙個1×2

1\times2

1×2的矩陣[fi

b(n)

,fib

(n+1

)]

[fib(n),fib(n+1)]

[fib(n

),fi

b(n+

1)],推道依然按照遞推式,我們發現,f(n

+1

)f(n+1)

f(n+1)

顯然就是f(n

)f(n)

f(n)

中將第二項前移做為第一項,第一項和原第二項的和作為新的第二項(遞推),即相當於每次乘以了乙個2×2

2\times2

2×2的矩陣,我們可以求出這個矩陣是[01

11

]\left[ \begin 0&1\\1&1 \end \right]

[01​11

​]我們記這個矩陣為zzz

也就是說,f(1

)=f(

0)×z

f(1)=f(0)\times z

f(1)=f

(0)×

z,相應的,f(2

)=f(

1)×z

=f(0

)×z×

z=f(

0)×z

2f(2)=f(1)\times z=f(0)\times z\times z=f(0)\times z^2

f(2)=f

(1)×

z=f(

0)×z

×z=f

(0)×

z2,依次類推,而我們需要求的fib

(n

)fib(n)

fib(n)

實際上就是f(n

)f(n)

f(n)

第一項,也就是說,只要求得了f(n

)f(n)

f(n)

,就相當於求得了fib

(n

)fib(n)

fib(n)

,於是問題就轉換為了矩陣快速冪。

#include

using

namespace std;

int n;

const

int mod =

10000

;struct pp(

int a[3]

[3])

}}p operator*(

const p& a)

void

mod()}

;int te[3]

[3];

int one[3]

[3];

p qpow

(p temp,

int n)

n >>=1;

temp = temp * temp;

temp.

mod();

} ans.

mod();

return ans;

}int

main()

return0;

}

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