Codeforces 718C Sasha and Array(線段樹維護矩陣)

線段樹上區間加和，求和時候值變成斐波那契數列下標，對斐波那契數列求和
首先想到循環節，但是應該很大，所以GG
然後就是想到對於斐波那契數列啊，有矩陣遞推
比如這裏是x，值就是f(x),那麼然後加a，就是f(x+a)
f(x+a)和f(x)就是多成了a次系數矩陣
再考慮到區間求和，對於矩陣B∗A+C∗A=(B+C)∗A,有結合律
所以直接每個節點維護系數矩陣，列向量初始是[f1,f0]
然後每個節點的矩陣就是Ax−1
線段樹nlogn的復雜度，矩陣乘法取模，常數巨大
所以如果lazy標記存值，那麼復雜度就是nlognlogn，就T了
所以lazy也存矩陣，然後區間加和的時候，一定要在外面算好矩陣，進去乘一下就行了
如果在線段樹裏做快速冪，如果分成的段數較多，那麼就常數巨大
比賽時候完全沒考慮這麼多，就T了

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代碼：

#include <map>
#include <set>
#include <stack>
#include <queue>
#include <cmath>
#include <string>
#include <vector>
#include <cstdio>
#include <cctype>
#include <cstring>
#include <sstream>
#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <algorithm>
#pragma comment(linker,"/STACK:102400000,102400000")

using namespace std;
#define   MAX           100010
#define   MAXN          500005
#define   maxnode       5
#define   sigma_size    30
#define   lson          l,m,rt<<1
#define   rson          m+1,r,rt<<1|1
#define   lrt           rt<<1
#define   rrt           rt<<1|1
#define   middle        int m=(r+l)>>1
#define   LL            long long
#define   ull           unsigned long long
#define   mem(x,v)      memset(x,v,sizeof(x))
#define   lowbit(x)     (x&-x)
#define   pii           pair<int,int>
#define   bits(a)       __builtin_popcount(a)
#define   mk            make_pair
#define   limit         10000

//const int    prime = 999983;
const int    INF   = 0x3f3f3f3f;
const LL     INFF  = 0x3f3f;
const double pi    = acos(-1.0);
const double inf   = 1e18;
const double eps   = 1e-6;
const LL     mod   = 1e9+7;
const ull    mx    = 133333331;

/*****************************************************/
inline void RI(int &x) {
      char c;
      while((c=getchar())<'0' || c>'9');
      x=c-'0';
      while((c=getchar())>='0' && c<='9') x=(x<<3)+(x<<1)+c-'0';
 }
/*****************************************************/

struct Matrix{
    int n;
    LL maze[maxnode][maxnode];

    void init(int n){
        this->n = n;
        mem(maze,0);
    }
    Matrix operator + (Matrix &rhs){
        Matrix m;
        m.init(n);
        for(int i=0;i<n;i++)
            for(int j=0;j<n;j++){
                m.maze[i][j] = maze[i][j] + rhs.maze[i][j];
                if(m.maze[i][j]>=mod) m.maze[i][j]-=mod;
            }
                    //mod可以在二重循環的地方模
        return m;///////
    }

    Matrix operator * (Matrix &rhs){
        Matrix m;
        m.init(n);
        for(int i=0;i<n;i++)
            for(int j=0;j<n;j++){
                for(int k=0;k<n;k++){
                    m.maze[i][j] += maze[i][k] * rhs.maze[k][j];
                    //mod可以在二重循環的地方模
                }
                m.maze[i][j]%=mod;
            }
        return m;///////
    }
}A;

Matrix qpow(Matrix a,LL n){
    Matrix ans;
    ans.init(a.n);
    for(int i=0;i<ans.n;i++) ans.maze[i][i] = 1;
    while(n){
        if(n&1) ans = ans * a;
        a = a*a;
        n >>= 1;
    }
    return ans;
}

Matrix ma[MAX<<2];
int a[MAX];
Matrix col[MAX<<2];
Matrix xx;
void pushup(int rt){
    ma[rt]=ma[lrt]+ma[rrt];
}

void pushdown(int rt){
    if(col[rt].maze[0][0]!=1||col[rt].maze[0][1]!=0||col[rt].maze[1][0]!=0||col[rt].maze[1][1]!=1){
        col[lrt]=col[lrt]*col[rt];
        col[rrt]=col[rrt]*col[rt];
        ma[lrt]=ma[lrt]*col[rt];
        ma[rrt]=ma[rrt]*col[rt];
        col[rt].maze[0][0]=1;col[rt].maze[0][1]=0;
        col[rt].maze[1][0]=0;col[rt].maze[1][1]=1;
    }
}
void build(int l,int r,int rt){
    ma[rt].init(2);
    col[rt].init(2);
    col[rt].maze[0][0]=1;col[rt].maze[0][1]=0;
    col[rt].maze[1][0]=0;col[rt].maze[1][1]=1;
    if(l==r){
        ma[rt]=qpow(A,a[l]-1);
        return;
    }
    middle;
    build(lson);
    build(rson);
    pushup(rt);
}

void update(int l,int r,int rt,int L,int R){
    if(L<=l&&r<=R){
        Matrix tmp;
        col[rt]=col[rt]*xx;
        ma[rt]=ma[rt]*xx;
        return;
    }
    middle;
    pushdown(rt);
    if(L<=m) update(lson,L,R);
    if(R>m) update(rson,L,R);
    pushup(rt);
}

Matrix query(int l,int r,int rt,int L,int R){
    if(L<=l&&r<=R) return ma[rt];
    pushdown(rt);
    Matrix ret;
    ret.init(2);
    middle;
    if(L<=m){
        Matrix tmp;
        tmp.init(2);
        tmp=query(lson,L,R);
        ret=ret+tmp;
    }
    if(R>m){
        Matrix tmp;
        tmp.init(2);
        tmp=query(rson,L,R);
        ret=ret+tmp;
    }
    return ret;
}
int main(){
    //freopen("in.txt","r",stdin);
    int n,m;
    while(cin>>n>>m){
        for(int i=1;i<=n;i++) scanf("%d",&a[i]);
        A.init(2);
        A.maze[0][0]=1;A.maze[0][1]=1;
        A.maze[1][0]=1;A.maze[1][1]=0;
        build(1,n,1);
        while(m--){
            int op,l,r;
            scanf("%d%d%d",&op,&l,&r);
            if(op==1){
                int x;
                scanf("%d",&x);
                xx.init(2);
                xx=qpow(A,x);
                update(1,n,1,l,r);
            }
            else{
                Matrix ret=query(1,n,1,l,r);
                printf("%I64d\n",ret.maze[0][0]);
            }
        }
    }
    return 0;
}