Recursive sequence HDU
題幹就不說了,直接上分析。
此題的遞推公式為 f [ n ] = f [ n - 1 ] + 2 * f [ n - 2 ] + n ^ 4,難點就在於構造轉移矩陣,轉移矩陣構造出來整個題目也就解決了,當然還要注意如果題目給的n小於3,直接輸出就好了(在這個點栽了一發。。)
構造轉移矩陣的難點在於如何處理n的四次方這一部分。
在此提供一個方法,凡是有n次冪的時候基本上都可以用。
因為要保持形式一致,我們要考慮如何將(n + 1)^4和n^4聯絡起來。
得到:(n + 1) ^ 4 = n^4 + 4 * n^3 + 6 * n^2 + 4 * n + 1;
請注意:這裡面還存在著n^3, n^2, n, 1。因為轉移矩陣中只能是一些常數,所以我們把所需要的變數因子都單列出來,就像這樣:
f[n - 1]
f[n - 2]
n^4
n^3
n^2
n
1
然後只需要每一項乘上相應的常數係數轉移過去就好了,完整的矩陣如下:
f[n] 1 2 1 0 0 0 0 f[n - 1] f[n - 1] 1 0 0 0 0 0 0 f[n - 2] (n + 1)^4 0 0 1 4 6 4 1 n^4 (n + 1)^3 0 0 0 1 3 3 1 n^3 (n + 1)^2 0 0 0 0 1 2 1 n^2 (n + 1) 0 0 0 0 0 1 1 n 1 0 0 0 0 0 0 1 1
最後只需要套個矩陣快速冪的模板就好了
#include <iostream> #include <cstdio> #include <cstring> #include <queue> using namespace std; typedef long long ll; int t, n, a, b; ll mod = 2147493647; struct Matrix { ll mat[15][15]; Matrix() { memset(mat, 0, sizeof(mat)); } friend Matrix operator * (Matrix A, Matrix B) { Matrix ans; for(int i = 1; i <= 7; ++ i) { for(int j = 1; j <= 7; ++ j) { for(int k = 1; k <= 7; ++ k) { ans.mat[i][j] += (A.mat[i][k] * B.mat[k][j]) % mod; ans.mat[i][j] %= mod; } } } return ans; } }; Matrix quick_matrix(Matrix A, int b) { Matrix ans; for(int i = 1; i <= 7; ++ i) { ans.mat[i][i] = 1; } while(b) { if(b & 1) { ans = ans * A; } A = A * A; b >>= 1; } return ans; } int main() { cin >> t; while(t--) { cin >> n >> a >> b; if(n == 1 || n == 2) { if(n == 1) cout << a << endl; else cout << b << endl; continue; } Matrix A, B; A.mat[1][1] = b; A.mat[2][1] = a; A.mat[3][1] = 3 * 3 * 3 * 3; A.mat[4][1] = 3 * 3 * 3; A.mat[5][1] = 3 * 3; A.mat[6][1] = 3; A.mat[7][1] = 1; B.mat[1][1] = 1; B.mat[1][2] = 2; B.mat[1][3] = 1; B.mat[2][1] = 1; B.mat[3][3] = 1; B.mat[3][4] = 4; B.mat[3][5] = 6; B.mat[3][6] = 4; B.mat[3][7] = 1; B.mat[4][4] = 1; B.mat[4][5] = 3; B.mat[4][6] = 3; B.mat[4][7] = 1; B.mat[5][5] = 1; B.mat[5][6] = 2; B.mat[5][7] = 1; B.mat[6][6] = 1; B.mat[6][7] = 1; B.mat[7][7] = 1; B = quick_matrix(B, n - 2); A = B * A; cout << A.mat[1][1] << endl; } return 0; }