2017廣西邀請賽 D題Covering （遞推+矩陣快速冪）

題目鏈接：Covering
解題思路：遞推+快速冪。
遞推思路請看：HDU 6185 && 2017廣西邀請賽：Covering（矩陣快速冪）
下面是我自己本題的快速冪代碼：

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#include<cstdlib>
#include<iostream>

using namespace std;

typedef __int64 ll;
const int dim =  4;
const ll MOD = 1000000007;
#define mod(x) ((x)%MOD)


struct mat{
    ll m[dim][dim];
}unit;

mat operator * (mat a,mat b){
    mat ret;
    ll x;
    for(ll i = 0;i < dim;i++){
        for(ll j = 0;j < dim;j++){
            x = 0;
            for(ll k = 0;k < dim;k++)
                x += mod((ll)a.m[i][k]*b.m[k][j]);
            ret.m[i][j] = mod(x);
        }
    }
    return ret;
}

void init_unit(){
    for(ll i = 0;i < dim;i++)
        unit.m[i][i] = 1;
    return ;
}

mat pow_mat(mat a,ll n){
    mat ret = unit;
    while(n){
        if(n&1) ret = ret*a;
        a = a*a;
        n >>= 1;
    }
    return ret;
}

int main(){
    ll n;
    init_unit();
    while(~scanf("%lld",&n)){
        if(n == 1) printf("1\n");
        else if(n == 2) printf("5\n");
        else if(n == 3) printf("11\n");

        else{
            mat a,b;
            b.m[0][0]=0,b.m[0][1]=1,b.m[0][2]=1,b.m[0][3]=0;
            b.m[1][0]=5,b.m[1][1]=1,b.m[1][2]=0,b.m[1][3]=0;
            b.m[2][0]=0,b.m[2][1]=0,b.m[2][2]=0,b.m[2][3]=1;
            b.m[3][0]=1,b.m[3][1]=0,b.m[3][2]=0,b.m[3][3]=0;

            a.m[0][0]=11,a.m[0][1]=7,a.m[0][2]=5,a.m[0][3]=1;

            b = pow_mat(b,n-3);
            a = a*b;
            printf("%I64d\n",a.m[0][0]%MOD);
        }
    }
    return 0;
}