快速幂及矩阵应用(学习)
来源:互联网 发布:迷你电饭煲品牌知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/05/21 07:54
快速幂顾名思义,就是快速算某个数的多少次幂。其时间复杂度为 O(log₂N), 与朴素的O(N)相比效率有了极大的提高。
快速幂算是个小技巧,在平时做题时会有用到。虽然它简单,但是还是需要我们认真学习一下的。
适用于求幂再取模,如:(a^b)%p。
如果 b = 32, 那么
a^32=(a^16)*(a^16)
a^16=(a^8)*(a^8)
a^8=(a^4)*(a^4)
a^4=(a^2)*(a^2)
a^2=a*a
那么如果b为奇数,如 b = 33,那么
a^33=(a^16)* (a^16)*a
a^16=(a^8)*(a^8)
a^8=(a^4)*(a^4)
a^4=(a^2)*(a^2)
a^2=a*a
如 b = 29,那么
a^29=(a^14)* (a^14)*a
a^14=(a^7)* (a^7)
a^7=(a^3)* (a^3)*a
a^3=a* a*a
并且我们知道 (a * b)%m=((a%m) * (b%m))%m;
那么我们有代码:
int pow_mod(int x, int b){ int res = 1; while(b) { if(b&1) res = (res*x)%mod; x =(x*x)%mod; b>>=1; } return res;}
但是快速幂搭上矩阵更配哦,
下面问题:
给定矩阵 A,快速计算A^n(n 个 A 相乘)的结果,输出的每个数都 mod p。
我们只是需要把快速幂用到计算矩阵的幂而已了。
struct mat//矩阵结构体mat multi(mat m1,mat m2)//两个相等矩阵的乘法------以上两个自行解决,记得mod!mat quickmulti(mat m,int n)//二分快速幂{ mat ans=mat(); int i; for(i=0;i<Size;i++) ans.a[i][i]=1; while(n) { if(n&1) ans=multi(m,ans); m=multi(m,m); n>>=1; } return ans;}
当然,矩阵幂方用到东西可以很多,如:计算递推式,执行序列交换,平移、缩放、翻转和旋转。。。
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