M斐波那契數列 HDU - 4549 矩陣快速冪

題目鏈接

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 M斐波那契數列F[n]是一種整數數列，它的定義如下：

F[0] = a
F[1] = b
F[n] = F[n-1] * F[n-2] ( n > 1 )

現在給出a, b, n，你能求出F[n]的值嗎？ 

Input

輸入包含多組測試數據；
每組數據佔一行，包含3個整數a, b, n（ 0 <= a, b, n <= 10^9 ）

Output

對每組測試數據請輸出一個整數F[n]，由於F[n]可能很大，你只需輸出F[n]對1000000007取模後的值即可，每組數據輸出一行。

Sample Input

0 1 0
6 10 2

Sample Output

0
60

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題意:

emmm,中文題,不解釋,

思路:

矩陣快速冪,

分析一下題目給的遞推式:
f[0] = a;
f[1] = b;
f[2] = a * b;
f[3] = a∗b2 ;
f[4] = a2∗b3 ;
f[5] = a3∗b5 ;
f[6] = a5∗b8 ;
有沒有發現第n項的 a, 和 b 的冪恰好是斐波那契數列的第 n - 2,和 n - 3 項.於是快速冪加快速冪就可以了.

代碼:

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cmath>
using namespace std;

typedef long long LL;
const int mod = 1e9+6;
LL a,b,n;

struct mat {
    LL a[3][3];
    mat(){memset(a, 0,sizeof(a)); }
    mat operator *(const mat q){
        mat c;
        for(int i = 1; i <= 2; ++i)
            for(int j = 1; j <= 2; ++j)
            if(a[i][j])
        for(int k = 1;  k<= 2; ++k){
            c.a[i][k] += a[i][j] * q.a[j][k];
            if(c.a[i][k] >= mod) c.a[i][k] %= mod;
        }return c;
    }
};

mat qpow(mat x, LL n){
    mat ans;
    ans.a[1][1] = ans.a[2][2] = 1;
    while(n){
        if(n&1) ans =ans * x;
        x = x * x;
        n >>= 1;
    }return ans;
}

LL qpow(LL x,LL n){
    LL ans = 1;
    while(n){
        if (n&1) ans = (ans * x) %( mod + 1);
        x = (x * x) % (mod + 1);
        n >>= 1;
    }return ans;
}

int main(){
    while(scanf("%lld %lld %lld", &a, &b, &n) != EOF){
        a %= (mod + 1);
        b %= (mod + 1);
        if (n == 0) {
            printf("%lld\n",a);
            continue;
        } if(n == 1){
        printf("%lld\n",b);
        continue;
        }mat ans;
        ans.a[2][2] =ans.a[1][2] = ans.a[2][1] = 1;
        ans =qpow(ans, n);//算斐波那契數列
        LL n1 = ans.a[1][1];
        LL n2 = ans.a[2][1];
        a = qpow(a, n1);
        b = qpow(b, n2);
        LL sum = a * b %( mod +1 );
        printf("%lld\n",sum);
    }return 0;
}