Java矩阵快速幂实现

简介: Java矩阵快速幂实现

之前做题目喷到一题,自己通过递归求解也能做出来,但是数据量一大超过10000,就基本上凉凉了,所以自己之后一直看了别人的解法,认识到了矩阵快速幂的好处,自己之前也碰到过,但是只是简单了解了一下,所以什么东西最好还是精一点的好,略懂是不行的。

首先一般的幂运算,普通的解法就是一次乘,比如说X^12,可能就是简单的12个X相乘,总共计算的c次数就是12次,但是我们可以把12分解成12=4+8,那么只需要计算4次方以及8次方,这样我们一次计算2次方,4次方,8次方,最后直接将4次方与8次方相乘即可,那这样我们最后只计算了4次,次数大大的减少了,所以非常实用。

同理我们也可以将这种运算方式运用到矩阵上。

下面就是详细的代码:


import java.util.Scanner;
public class Main {
  public static int [][] figure(int [][]num1,int [][]num2)//矩阵乘法函数
  {
    int [][]num3=new int [num1.length][num2[0].length];
    for(int i=0;i<num1.length;i++)
    {
      for(int j=0;j<num2[0].length;j++)
      {
        for(int k=0;k<num1[0].length;k++)
        {
          num3[i][j]+=num1[i][k]*num2[k][j];
        }
      }
    }
    return num3;
  }
  public static int [][]figure1(int [][]num1,int n)矩阵的n次方函数
  {
    int [][]num2=new int [num1[0].length][num1[0].length];//构造单位矩阵
    for(int i=0;i<num1.length;i++)
    {
      num1[i][i]=1;
    }
    int [][]res=new int [num1.length][num1[0].length];
    while(n>0)
    {
      if((n&1)==1) res=figure(num1, num2);
      num1=figure(num1, num1);
      n>>=1;  
    }
    return res;
  }
  public static void main(String[] args) {
    Scanner sc=new Scanner(System.in);
    int n=sc.nextInt();
    int m=sc.nextInt();
    int k=sc.nextInt();
    int [][]num1=new int [n][m];
    int [][]num2=new int [m][k];
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
      for(int j=0;j<m;j++)
      {
        num1[i][j]=sc.nextInt();
      }
    }
    for(int i=0;i<m;i++)
    {
      for(int j=0;j<k;j++)
      {
        num2[i][j]=sc.nextInt();
      }
    }
    int [][]num3=figure(num1, num2);
    int [][]num4=figure1(num3, 4);
  }
}


通常情况下矩阵快速幂不会单独使用,一般都是与动态规划一同使用,毕竟矩阵快速幂中的矩阵就类似于状态方程。

作者很菜,如有不足,请大佬指出。



相关文章
【Java每日一题,dfs】矩阵查找字符串
【Java每日一题,dfs】矩阵查找字符串
|
算法 Java
LeetCode经典算法题:矩阵中省份数量经典题目+三角形最大周长java多种解法详解
LeetCode经典算法题:矩阵中省份数量经典题目+三角形最大周长java多种解法详解
175 6
|
Java C++
【Java】剑指offer(29)顺时针打印矩阵
【Java】剑指offer(29)顺时针打印矩阵
|
Java
Java 实现汉字按照首字母分组排序
Java 实现汉字按照首字母分组排序
900 0
|
Java
基本矩阵运算的Java实现
基本矩阵运算的Java实现
88 0
|
Rust 索引
Rust 编程小技巧摘选(5)
Rust 编程小技巧摘选(5)
176 0
Rust 编程小技巧摘选(5)
|
Java Go C++
Java每日一练(20230417) N 皇后、搜索二维矩阵、发奖金问题
Java每日一练(20230417) N 皇后、搜索二维矩阵、发奖金问题
97 0
Java每日一练(20230417) N 皇后、搜索二维矩阵、发奖金问题
|
算法 Java
240. 搜索二维矩阵 II -- 力扣 --JAVA
编写一个高效的算法来搜索 m x n 矩阵 matrix 中的一个目标值 target 。该矩阵具有以下特性: 每行的元素从左到右升序排列。 每列的元素从上到下升序排列。
112 0
|
Java 数据安全/隐私保护
JAVA 实现上传图片添加水印(详细版)(上)
JAVA 实现上传图片添加水印(详细版)
1580 0
JAVA 实现上传图片添加水印(详细版)(上)
|
网络协议 Java
Java网络编程:UDP/TCP实现实时聊天、上传图片、下载资源等
ip地址的分类: 1、ipv4、ipv6 127.0.0.1:4个字节组成,0-255,42亿;30亿都在北美,亚洲就只有4亿 2011年就用尽了。
Java网络编程:UDP/TCP实现实时聊天、上传图片、下载资源等
下一篇
oss云网关配置