周娟老师讲授的快速幂:整数快速幂、矩阵快速幂。

简介: 周娟老师讲授的快速幂:整数快速幂、矩阵快速幂。

周娟老师讲授的快速幂:整数快速幂、矩阵快速幂。

链接:https://www.bilibili.com/video/BV1nS4y1F7BU/


吴永辉解题策略-第一章利用快速幂(亚洲训练联盟2022冬令营)

https://vjudge.csgrandeur.cn/contest/480285#overview


数值快速幂

快速幂原理

思路1:分奇偶

typedef long long ll;
ll fastPower(ll base, ll power)
{
  ll result = 1;
  while (power > 0)
  {
        //指数为奇数
    if (power % 2 == 1) 
    {
      power -= 1;
      result * = base;
    }
    else 
    {
    power /= 2;
    base * = base;
    }
  }
  return result;
}


代码优化

ll fastPower(ll base, ll power)
{
  ll result = 1;
  while (power)
  {
    if (power & 1) result *= base;
    power >>= 1; // 等价于除2
    base *= base;
  }
  return result;
}


思路2:二进制拆分

反复平方法(23:45s)

#define ll long long
int qpow(ll a, ll b, ll p)
{
  int res = 1;
  while (b)
  {
    if (b & 1) res = res * a % p;
    b >> 1;
    a = a * a % p;
  }
  return res;
}


方阵相乘

int a[N][N], b[N][N], c[N][N]
int main()
{
  int n; 
  while (~scanf("%d", &n))
  {
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
      for (int j = 0; j < n; j++)
      {
        scanf("%d", &a[i][j]);
        c[i][j] = 0;
      }
    }
        for (int i = 0; i < n; i++)
        {
            for (int j = 0; j < n; j++)
            {
                scanf("%d", &b[i][j]);
            }
        }
        for (int i = 0; i < n; i++)
        {
            for (int j = 0; i < n; j++)
            {
                for (int k = 0; k < n; k++)
                {
                    c[i][j] = c[i][j] + a[i][k] * b[k][j];
                }
            }
        }
        for (int i = 0; i < n; i++)
        {
            for (int j = 0; j < n; j++)
            {
                if (j == n - 1) printf("%d\n", c[i][j]);
                else printf("%d", c[i][j]);
            }
        }
  }
    return 0;
}


方阵乘法

#define LL long long
const LL MOD = 1e9 + 7;
int n;
struct Matrix {
  LL a[N][N];
  Matrix {
    memset(a, 0, sizeof(a));
  }
  void init() {
    for (int i = 0; i < n; i++)
      for (int j = 0; j < n; j++)
        a[i][j] = (i == j);
  }
  Matrix *(const Matrix &B) const 
{
  Matrix C;
  for (int  i = 0; i < n; i++)
    for (int k = 0; k < n; k++)
      for  (int j = 0; j < n; j++)
      C.a[i][j] = (C.a[i][j] + 1LL * a[i][k] * B.a[k][j]) % MOD;
}
  return C:
}


矩阵快速幂

Matrix operator ^(const LL &t) const//矩阵快速幂
{
  Matrix A = (*this),res;
  res.init();
  LL p = t;
  while (p) {
        if (p & 1) res = res * A;
        A = A * A:
        p >> 1;
  }
  return res;
}
.a[i]
int main() {
  Matriz = base;
  LL m;
  scanf("%d%lld", &n ,&m);
  for (int i = 0; i < n; i++)
    for (int j = 0; j < n; j++)
      printf("%lld%c",base.a[i][j]);
  base = base^m;
  for (int i = 0; i < n; i++)
    for (int j = 0; j < n; j++)
    printf("%lld%c",base.a[i][j], (j == n - 1 ?'\n') : ' ');
}



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