M斐波那契数列
来源:互联网 发布:富士触摸屏v8编程软件 编辑:程序博客网 时间:2024/06/15 18:58
题目描述:
M斐波那契数列F[n]是一种整数数列,它的定义如下:
F[0] = a
F[1] = b
F[n] = F[n-1] * F[n-2] ( n > 1 )
现在给出a, b, n,你能求出F[n]的值吗?( 0 <= a, b, n <= 10^9 )
由于F[n]可能很大,你只需输出F[n]对1000000007取模后的值即可
题解:
列出F[n]的前几项会发现,F[n] = a^f(n-2) * b^f(n-1),f(n)为斐波拉契数列,用矩阵快速幂求解
费马小定理:a^k % p = a^(k % (p-1)) 其中,p 为质数
a^f(n-2) * b^f(n-1) % p = a^( f(n-2) % (p-1) ) * b^( f(n-1) % (p-1) ) % p
代码
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <math.h>#include <time.h>#include <iostream>#include <algorithm>#include <string>#include <set>#include <map>#include <queue>#include <stack>#include <vector>using namespace std;const int mod = 1e9+7;int n,x,y;struct Matrix{ int n,m,d[5][5]; Matrix (int a,int b) { n = a, m = b; memset(d,0,sizeof(d)); } void Copy(int *tmp) { for (int i=0;i<n;i++) for (int j=0;j<m;j++) { d[i][j] = (*tmp); tmp++; } } friend Matrix operator * (const Matrix &a,const Matrix &b) { Matrix c(a.n,b.m); for (int i=0;i<a.n;i++) for (int j=0;j<b.m;j++) { long long tmp = 0; for (int k=0;k<a.m;k++) { tmp += (long long)a.d[i][k] * b.d[k][j] % (mod-1); tmp %= (mod-1); } c.d[i][j] = tmp % (mod-1); } return c; }};long long qpow(int x,int k){ long long ans = 1; x %= mod; while (k) { if (k & 1) ans = (ans*x) % mod; x = (long long)x*x % mod; k >>= 1; } return ans;}long long solve(int x,int y,int n){ if (n == -1) return x; if (n == 0) return y; Matrix A(1,2),B(2,2); int a[2] = {1,0}; int b[4] = {1,1,1,0}; A.Copy(a); B.Copy(b); while (n) { if (n & 1) A = A*B; B = B*B; n >>= 1; } long long f=0,g=0; f=qpow(x,A.d[0][1]); g=qpow(y,A.d[0][0]); return (f * g % mod);}int main(){ while (scanf("%d %d %d",&x,&y,&n)!=EOF) { printf("%I64d\n",solve(x,y,n-1)); } return 0;}
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