历届试题 斐波那契

北城以北 提交于 2020-01-29 20:41:32

历届试题 斐波那契

折磨自己3天的题目终于解决啦
再不解决的话,小编我可就要疯了
这个过程相当的折磨人,啊啊啊
递归,记忆化递归,动态规划在这题数据规模面前只能跪拜呢!
(上述方法链接这里:点击可看
最终的解决方法是大佬的矩阵快速幂+斐波那契性质+分类讨论,看着就觉得可怕(⊙o⊙)…ACdreamers大佬的思路讲解emmm,不过大佬的代码我放在蓝桥杯没有通过…
好在不止我一个人在奋斗啊,还有一位学习大佬,看过ACdreamers大佬的博客改写过代码,我放在蓝桥杯试了完美通过!(点击可看哦!学习大佬的链接奉上!
关于矩阵快速幂的学习:见我上两篇博客!矩阵快速幂求斐波那契第n项学习矩阵快速幂

说了这么多,上题目

问题描述
  斐波那契数列大家都非常熟悉。它的定义是:

f(x) = 1 … (x=1,2)
  f(x) = f(x-1) + f(x-2) … (x>2)

对于给定的整数 n 和 m,我们希望求出:
  f(1) + f(2) + … + f(n) 的值。但这个值可能非常大,所以我们把它对 f(m) 取模。
  公式如下
  在这里插入图片描述

但这个数字依然很大,所以需要再对 p 求模。
输入格式
  输入为一行用空格分开的整数 n m p (0 < n, m, p < 10^18)
输出格式
  输出为1个整数,表示答案
样例输入
2 3 5
样例输出
0
样例输入
15 11 29
样例输出
25
值得注意的是问题最终简化为f(n)%f(m)%p,
一定要看上面推荐的大佬的详细思路!!!

代码很长如下:

#include<iostream>
using namespace std;
long long n, m, p;//第n项,第m项,模
struct Matrix//结构体 矩阵类型
{
	long long m[2][2];
};
Matrix ans = { 1,0,0,1 };
Matrix res = { 1,1,1,0 };
/*a*b超出规模的解决方案-快速乘*/
long long mul(long long a, long long b, long long mod)
{
	long long x = 0;
	if (a<b)//交换a、b
	{//^是按位异或运算符,也就是对应的位如果不同则结果为1,相同为0。
		a = a^b;
		b = a^b;
		a = a^b;
	}
	while (b)//a*b%mod
	{//类比快速幂理解
		if (b % 2)
			x = (x + a) % mod;
		a = (a * 2) % mod;/*同a=(a+a)%mod*/
		b = b / 2;/*同b>>=1*/
	}
	return x;
}
/*计算矩阵乘法的函数*/
Matrix Mul(Matrix A, Matrix B)
{
	Matrix temp = { 0,0,0,0 };//定义一个临时的矩阵,存放A*B的结果
	for (int i = 0; i <2; i++)//两个矩阵相乘
	{
		for (int j = 0; j <2; j++)
		{
			for (int k = 0; k <2; k++)
			{
				temp.m[i][j] += mul(A.m[i][k], B.m[k][j], p);
				temp.m[i][j] %= p;
			}
		}
	}
	return temp;
}
/*快速幂求矩阵res的N次幂*/
Matrix Quick_power(long long N)//**就是这里用int是60,用long long是100**
{
	while (N)//N幂指数
	{
		if (N & 1)
			ans = Mul(ans, res);
		res = Mul(res, res);
		N >>= 1;//去掉末位
	}
	return ans;
}

//计算f(n)%p
long long dream(long long n)
{
	Matrix a = Quick_power(n);
	return a.m[1][0];
}
//计算f(m-1)*f(n%m)%f(m)
long long real(long long n, long long m)
{
	long long a = n%m;
	if (a % 2)
		return dream(m - a);
	return((dream(m) - dream(m - a)) % p + p) % p;
}
/*分类讨论区域*/
long long solve(long long n, long long m)
{
	long long t1 = n / m;
	if (m % 2)
	{
		if (!t1 % 2 && !t1 % 4)
			return dream(n%m);
		if (!t1 % 2 && t1 % 4)
			return ((dream(m) - dream(n%m)) % p + p) % p;
		if (t1 % 2 && !t1 % 4)
			return real(n, m);
		if (t1 % 2 && t1 % 4)
			return ((dream(m) - real(n, m)) % p + p) % p;
	}
	else
	{
		if (t1 % 2)
			return real(n, m);
		else
			return dream(n%m);
	}
}
/*结果*/
long long get_value(long long n, long long m)
{
	n += 2;
	long long a = solve(n, m);
	if (!a)
		return dream(m) - 1;
	return a - 1;
}

int main()
{
	cin >> n >> m >> p;
	cout << get_value(n, m) << endl;
	return 0;
}

虽然耗了三天,眼睛很酸,看了近十篇博客,交n遍代码,正确率20,40,60至100,很不容易,但是收获也很多,初步学习了DP,矩阵快速幂,快速(幂)乘,斐波那契性质,分类讨论的思想。
差点忘记了,正确率60与100的区别是一个参数的数据类型导致,我可真没想到,发现的时候我都迷了。这是最深刻的体会:细节决定成败!
一切都很值得啊(^-^)V。
欢迎批评指正!

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