Vijos 1067Warcraft III 守望者的烦恼(动态规划+矩阵快速幂)

mac2024-02-19  41

背景

守望者warden,长期在暗夜精灵的的首都艾萨琳内担任视察监狱的任务,监狱是成长条行的,守望者warden拥有一个技能名叫“闪烁”,这个技能可以把她传送到后面的监狱内查看,她比较懒,一般不查看完所有的监狱,只是从入口进入,然后再从出口出来就算完成任务了。

描述

头脑并不发达的warden最近在思考一个问题,她的闪烁技能是可以升级的,k级的闪烁技能最多可以向前移动k个监狱,一共有n个监狱要视察,她从入口进去,一路上有n个监狱,而且不会往回走,当然她并不用每个监狱都视察,但是她最后一定要到第n个监狱里去,因为监狱的出口在那里,但是她并不一定要到第1个监狱。

守望者warden现在想知道,她在拥有k级闪烁技能时视察n个监狱一共有多少种方案?

格式

输入格式

第一行是闪烁技能的等级k(1<=k<=10) 第二行是监狱的个数n(1<=n<=2^31-1)

输出格式

由于方案个数会很多,所以输出它 mod 7777777后的结果就行了

样例1

样例输入1

2 4

样例输出1

5

限制

各个测试点1s

提示

把监狱编号1 2 3 4,闪烁技能为2级, 一共有5种方案 →1→2→3→4 →2→3→4 →2→4 →1→3→4 →1→2→4

小提示:建议用int64,否则可能会溢出

解题思路

分析题目可知,拥有k级闪烁技能时视察n个监狱的方案种数可以由下面递推式得出: f ( n ) = f ( n − 1 ) + . . . + f ( n − k ) {f{ \left( {n} \right) } =f{ \left( {n-1} \right) } +...+f{ \left( {n-k} \right) } } f(n)=f(n1)+...+f(nk) 由于n的范围过大,我们可以用矩阵的快速幂方法求得。由递推式可以构造下面的等式:

得到上面的等式就可以很容易的看出解题思路了:我们先初始化f(0)到f(k-1)的值,再计算左边方阵的n次方,再相乘。结果的第一个值即为所求。

AC代码

#include <bits/stdc++.h> #define FOR(I,A,B) for(int I = (A); I < (B); I++) #define FORE(I,A,B) for(int I = (A); I <= (B); I++) #define PRII pair<int,int> #define INF 0x3f3f3f3f #define MOD 7777777 using namespace std; long long n,k; long long c[12]; struct M{ long long m[12][12]; }ori; void print(M t){ FOR(i,0,k){ FOR(j,0,k){ printf("%lld ",t.m[i][j]); }printf("\n"); } } M mul(M a,M b){ M res; FOR(i,0,k){ FOR(j,0,k){ long long tmp=0; FOR(l,0,k) tmp+=a.m[i][l]*b.m[l][j]; tmp=tmp%MOD; res.m[i][j]=tmp; } } return res; } M dg(M t,long long num){ M res; if(num==1){ res=t; }else if(num==2){ res=mul(t,t); }else if(num%2){ M tmp=dg(t,num/2); M tmp2=mul(tmp,ori); res=mul(tmp,tmp2); }else{ M tmp=dg(t,num/2); res=mul(tmp,tmp); } return res; } int main() { cin>>k>>n; FOR(i,0,k-1) ori.m[i][i+1]=1; FOR(i,0,k) ori.m[k-1][i]=1; long long tt=1; c[0]=1; FOR(i,1,k){ c[i]=tt; tt+=c[i]; } M rr=dg(ori,n); long long res=0; FOR(i,0,k) res+=rr.m[0][i]*c[i]; cout<<res%MOD<<endl; return 0; }
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