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越狱(快速幂)
阅读量:6994 次
发布时间:2019-06-27

本文共 2043 字,大约阅读时间需要 6 分钟。

题目:

 监狱有连续编号为1...N的N个房间,每个房间关押一个犯人,有M种宗教,每个犯人可能信仰其中一种。如果

相邻房间的犯人的宗教相同,就可能发生越狱,求有多少种状态可能发生越狱

Input

  输入两个整数M,N.1<=M<=10^8,1<=N<=10^12

Output

  可能越狱的状态数,模100003取余

Sample Input

2 3

Sample Output

  6

Hint

  6种状态为(000)(001)(011)(100)(110)(111)

分析:

n个人选择m种宗教有m^n种方法;

如果不能越狱,相邻的两个人就不能信仰同样的宗教,就有m*((m-1)^(n-1))种方法;

例如:

3个人,2种宗教,有8种方法;

不能越狱的按排有C(2,1)*C(1,1)*C(1,1),一共2种方法

所以能够越狱的方案数就是6种;

 

快速幂:

 

快速幂的目的就是做到快速求幂,假设我们要求a^b,按照朴素算法就是把a连乘b次,这样一来时间复杂度是O(b)也即是O(n)级别,快速幂能做到O(logn),快了好多好多。它的原理如下:

 

  假设我们要求a^b,那么其实b是可以拆成二进制的,该二进制数第i位的权为2^(i-1),例如当b==11时 a^11=a^(2^0+2^1+2^3)

 11的二进制是1011,11 = 2³×1 + 2²×0 + 2¹×1 + 2º×1,因此,我们将a¹¹转化为算 a^(2^0)*a^(2^1)*a^(2^3) 

  看出来快的多了吧原来算11次,现在算三次,但是这三项貌似不好求的样子....不急,下面会有详细解释。

  由于是二进制,很自然地想到用位运算这个强大的工具: &  和 >>  
  &运算通常用于二进制取位操作,例如一个数 & 1 的结果就是取二进制的最末位。还可以判断奇偶x&1==0为偶,x&1==1为奇。
  >>运算比较单纯,二进制去掉最后一位。
1 int poww(int a,int b){ 2     int ans=1,base=a; 3     while(b!=0){ 4         if(b&1!=0) 5           ans*=base; 6         base*=base; 7         b>>=1; 8   } 9     return ans;10 }

  代码很短,死记也可行,但最好还是理解一下吧,其实也很好理解,以b==11为例,b=>1011,二进制从右向左算,但乘出来的顺序是 a^(2^0)*a^(2^1)*a^(2^3),是从左向右的。我们不断的让base*=base目的即是累乘,以便随时对ans做出贡献。

  其中要理解base*=base这一步,看:::base*base==base^2,下一步再乘,就是base^2*base^2==base^4,然后同理  base^4*base4=base^8,,,,,see?是不是做到了base-->base^2-->base^4-->base^8-->base^16-->base^32.......指数正是 2^i 啊,再看上  面的例子,a¹¹= a^(2^0)*a^(2^1)*a^(2^3),这三项是不是完美解决了,,嗯,快速幂就是这样。

  顺便啰嗦一句,由于指数函数是爆炸增长的函数,所以很有可能会爆掉int的范围,根据题意决定是用 long long啊还是unsigned int啊还是mod某个数啊自己看着办

 

AC代码:

 

#include
#include
#include
#include
typedef long long ll;using namespace std;const ll MOD=100003;ll ksm(ll a,ll b){ ll sum=1; while (b!=0) { if (b&1) sum=sum*a%MOD; a=a*a%MOD; b>>=1; } return sum;}int main(){ ll m,n,t1,t2; while (scanf("%lld%lld",&m,&n)==2) { t1=ksm(m,n); t2=m*ksm(m-1,n-1); printf("%lld\n",((t1-t2)%MOD+MOD)%MOD); } return 0;}

 

 

 

转载于:https://www.cnblogs.com/lisijie/p/7263215.html

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