矩陣快速冪

2021-07-05 07:41:08 字數 1128 閱讀 1549

本文以矩陣快速冪在求斐波那契數列的第n項

首先我們可以指導斐波那契數列的遞推關係  f(n)=f(n-1)+f(n-2)

我們可以把這個關係轉為矩陣關係

(f(n),f(n-1))=f(f(n-1),f(n-2))*a

a為某矩陣

我們以數列前三項為例  前三項分別是 1  1  2

(f(3),f(2))=(f(2),f(1))*a

=> (2,1)=(1,1)| 1    1  |  

|  1    0 |  (我們可以看到,a矩陣就是前面這個矩陣)

(f(4),f(3))=(f(3),f(2))*a

這裡面 利用前面的結果

(f(4),f(3))=(1,1)| 1   1    | *a=(1,1)*a^2

| 1    0   |

往後遞推下去,我們可以得到這樣的遞推式

(f(n),f(n-1))=(1,1)*a^(n-2)

這個問題就轉換成了,求矩陣a的(n-2)次方。

而求乙個數字的n次方,有乙個簡便方法,比如我們求4的70次方

70的二進位制形式是 100 0110

有三個1  分別對應2的一次方,二次方,六次方

所以4^70=(4^64)+(4^4)+(4^2)

所以我們可以先求出來4的一次方,在此基礎上乘4,得到4的二次方,然後求三次方,····一直求到4 的6次方,將一次方,二次方,六次方加起來,就可以得到結果。

#include #include #include using namespace std;

//快速矩陣冪

int (*multiplematrix(int base[2],int tmp[2]))[2]

ret[i][j]=sum;

}} return ret;

}int (*nthpowermatrix(int base[2],int n))[2]

} tmp=base;

for(;n>0;n=n>>1)

tmp=multiplematrix(base,tmp);

} return ret;

}int main()

,}; int (*res)[2]=nthpowermatrix(base,n-2);

cout<

快速冪(矩陣快速冪)

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