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HDU - 6030 - Happy Necklace - (矩阵快速幂 )

热度:64   发布时间:2024-01-12 15:21:10.0

题目链接:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=6030

题意:有n个珠子的项链,有红蓝两种珠子,要求在每一个长度为素数的区间里面红珠的数量不小于蓝珠的数量。求满足要求的项链构造方法。

解析:思路来自https://blog.csdn.net/xiaolonggezte/article/details/71448315

思路:想象当n为2的时候的情况是 rr,rb,br,三种情况,当n为3的时候相当于在后面添加一个b或者r,会发现形成rr的情况是前面rr和br的和,形成br的情况是前面的rb,而形成rb的情况是前面的rr,不能有前面的br形成rb,因为在素数为3的时候不能形成brb;

所以你会发现这个针对的素数只是2和3;

根据递推,设数组a[],b[],c[]分别为后面两个字母为rr,br,rb的字符串的数量,那么可以得到递推式:

a[i] = a[i - 1] + c[i - 1];b[i] = a[i - 1];c[i] = b[i - 1];

而题中要求的是所有的字符串,即s[n] = a[n] + b[n] + c[n];

可以得出s[i] = s[i - 1] + s[i - 3];

由于n达到1e18,那么由此可以用矩阵快速幂来求s[n]

代码:

#include<iostream>
#include<string>
#include<cstdio>
#include<algorithm>
#include<cmath>
#include<iomanip>
#include<queue>
#include<cstring>
#include<map>
using namespace std;
typedef long long ll;
#define M 3
#define mod 1000000007
struct Matrix{Matrix(){memset(a,0,sizeof(a));}ll a[M][M];void init(){for(ll i=0;i<M;i++)for(ll j=0;j<M;j++)a[i][j]=0;for(ll i=0;i<M;i++)a[i][i]=1;}
}A;
Matrix mul(Matrix a,Matrix b) //(a*b)%mod
{Matrix ans;ll i,j,k;for(i=0;i<M;i++)for(j=0;j<M;j++){for(k=0;k<M;k++)ans.a[i][j]+=a.a[i][k]*b.a[k][j];ans.a[i][j]%=mod;}return ans;
}
Matrix pow(Matrix a,ll n) //(a^n)%mod
{Matrix ans;ans.init();while(n){if(n&1)ans=mul(ans,a);n>>=1;a=mul(a,a);}return ans;
}int main()
{int T;ll n;scanf("%d",&T);while(T--){scanf("%lld",&n);if(n==1)cout<<2<<endl;else if(n==2)cout<<3<<endl;else if(n==3)cout<<4<<endl;else if(n==4)cout<<6<<endl;else{A.a[0][0]=1; A.a[0][1]=0; A.a[0][2]=1;A.a[1][0]=1; A.a[1][1]=0; A.a[1][2]=0;A.a[2][0]=0; A.a[2][1]=1; A.a[2][2]=0;A=pow(A,n-3);printf("%lld\n",(A.a[0][0]*4+A.a[0][1]*3+A.a[0][2]*2)%mod);}}return 0;
}

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