#169693 (Java21) No.510 二次漸化式

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結果

問題	No.510 二次漸化式
ユーザー	xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
提出日時	2017-04-29 03:57:42
言語	Java21 (openjdk 21)
結果	AC
実行時間	1,267 ms / 3,000 ms
コード長	15,606 bytes
コンパイル時間	3,249 ms
コンパイル使用メモリ	93,292 KB
実行使用メモリ	175,860 KB
最終ジャッジ日時	2024-09-13 19:08:30
合計ジャッジ時間	36,025 ms
ジャッジサーバーID （参考情報）	judge3 / judge2

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入力	結果	実行時間実行使用メモリ
testcase_00	AC	136 ms 54,204 KB
testcase_01	AC	138 ms 54,024 KB
testcase_02	AC	683 ms 62,776 KB
testcase_03	AC	705 ms 62,820 KB
testcase_04	AC	691 ms 62,812 KB
testcase_05	AC	707 ms 62,664 KB
testcase_06	AC	839 ms 79,248 KB
testcase_07	AC	816 ms 79,132 KB
testcase_08	AC	816 ms 79,184 KB
testcase_09	AC	819 ms 78,584 KB
testcase_10	AC	551 ms 59,636 KB
testcase_11	AC	573 ms 59,560 KB
testcase_12	AC	563 ms 59,424 KB
testcase_13	AC	574 ms 59,660 KB
testcase_14	AC	572 ms 59,648 KB
testcase_15	AC	575 ms 59,892 KB
testcase_16	AC	895 ms 164,240 KB
testcase_17	AC	891 ms 164,072 KB
testcase_18	AC	903 ms 164,152 KB
testcase_19	AC	875 ms 154,124 KB
testcase_20	AC	874 ms 154,300 KB
testcase_21	AC	870 ms 154,444 KB
testcase_22	AC	882 ms 154,476 KB
testcase_23	AC	1,267 ms 171,396 KB
testcase_24	AC	1,239 ms 168,652 KB
testcase_25	AC	1,189 ms 171,556 KB
testcase_26	AC	1,196 ms 171,676 KB
testcase_27	AC	1,185 ms 172,624 KB
testcase_28	AC	1,192 ms 171,764 KB
testcase_29	AC	1,185 ms 172,948 KB
testcase_30	AC	1,190 ms 172,756 KB
testcase_31	AC	1,144 ms 175,792 KB
testcase_32	AC	1,189 ms 175,860 KB
testcase_33	AC	1,141 ms 175,820 KB
testcase_34	AC	1,106 ms 161,084 KB
testcase_35	AC	991 ms 160,916 KB

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ソースコード

raw source code

import java.awt.geom.Point2D;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.util.*;
import java.util.function.BiFunction;
import java.util.function.Function;
import java.util.function.Supplier;

public class Main {
  final static int INF = 1 << 28;
  final static long MOD = 1_000_000_007;
  final static double GOLDEN_RATIO = (1.0 + Math.sqrt(5)) / 2.0;
  Scanner sc = new Scanner(System.in);

  public static void main(String[] args) {
    new Main().run();
  }

  class Matrix {
    long[][] dat;

    Matrix(long x, long y) {
      dat = new long[4][4];
      dat[0][0] = dat[1][3] = dat[2][3] = dat[3][3] = 1;
      dat[0][2] = x;
      dat[1][1] = y;
      dat[2][1] = 2 * y;
      dat[2][2] = (y * y) % MOD;
    }

    Matrix() {
      this(0, 0);
    }

    Matrix(long[][] dat) {
      this.dat = dat;
    }

    Matrix cal(Matrix mat) {
      return mat.multiply(this);
    }

    Matrix multiply(Matrix mat) {
      long[][] next = new long[4][4];
      for (int i = 0; i < 4; ++i) {
        for (int j = 0; j < 4; ++j) {
          for (int k = 0; k < 4; ++k) {
            next[i][j] += (dat[i][k] * mat.dat[k][j]) % MOD;
            next[i][j] %= MOD;
          }
        }
      }
      return new Matrix(next);
    }
  }

  void run() {
    int n = ni();
    SegmentTree<Matrix> seg = new SegmentTree<>(n, Matrix::cal, Matrix::new);
    int q = ni();
    int[] x = new int[n];
    int[] y = new int[n];
    for (int i = 0; i < q; ++i) {
      char c = sc.next().charAt(0);
      switch (c) {
        case 'x': {
          int idx = ni();
          int val = ni();
          x[idx] = val;
          seg.set(idx, new Matrix(x[idx], y[idx]));
          break;
        }
        case 'y': {
          int idx = ni();
          int val = ni();
          y[idx] = val;
          seg.set(idx, new Matrix(x[idx], y[idx]));
          break;
        }
        case 'a': {
          int idx = ni();
          Matrix mat = seg.reduce(0, idx);
          long sum = 0;
          for (int j = 0; j < 4; ++j) {
            sum += mat.dat[0][j];
            sum %= MOD;
          }
          System.out.println(sum);
        }
      }
    }
  }

  int ni() {
    return Integer.parseInt(sc.next());
  }

  void debug(Object... os) {
    System.err.println(Arrays.deepToString(os));
  }

  /**
   * ユークリッドの互除法
   *
   * @return a と b の最大公約数
   */
  long gcd(long a, long b) {
    if (b == 0) {
      return a;
    }
    return gcd(b, a % b);
  }

  /**
   * 拡張ユークリッドの互除法
   *
   * @return mx + ny = gcd(m, n)となるような(x, y)を返す
   */
  Pair<Long, Long> gcd_ex(long m, long n) {
    long[][] mat = _gcd_ex(m, n);
    return new Pair<>(mat[0][0], mat[0][1]);
  }

  long[][] _gcd_ex(long m, long n) {
    if (n == 0) {
      return new long[][]{{1, 0}, {0, 1}};
    }
    long k = m / n;
    long[][] K = new long[][]{{0, 1}, {1, -k}};
    long[][] r = _gcd_ex(n, m % n);
    long[][] dst = new long[2][2];
    for (int y = 0; y < 2; ++y)
      for (int x = 0; x < 2; ++x)
        for (int i = 0; i < 2; ++i)
          dst[y][x] += r[y][i] * K[i][x];
    return dst;
  }

  /**
   * 繰り返し2乗法を用いたべき乗の実装
   *
   * @return a^r (mod 1,000,000,007)
   */
  long pow(long a, long r) {
    long sum = 1;
    while (r > 0) {
      if ((r & 1) == 1) {
        sum *= a;
        sum %= MOD;
      }
      a *= a;
      a %= MOD;
      r >>= 1;
    }
    return sum;
  }

  /**
   * 組み合わせ
   * O(n)
   *
   * @return {}_nC_r
   */
  long C(int n, int r) {
    long sum = 1;
    for (int i = n; 0 < i; --i) {
      sum *= i;
      sum %= MOD;
    }
    long s = 1;
    for (int i = r; 0 < i; --i) {
      s *= i;
      s %= MOD;
    }
    sum *= pow(s, MOD - 2);
    sum %= MOD;

    long t = 1;
    for (int i = n - r; 0 < i; --i) {
      t *= i;
      t %= MOD;
    }
    sum *= pow(t, MOD - 2);
    sum %= MOD;

    return sum;
  }

  /**
   * 黄金分割探索
   *
   * @param left  下限
   * @param right 上限
   * @param f     探索する関数
   * @param comp  上に凸な関数を探索するときは、Comparator.comparingDouble(Double::doubleValue)
   *              下に凸な関数を探索するときは、Comparator.comparingDouble(Double::doubleValue).reversed()
   * @return 極値の座標x
   */
  double goldenSectionSearch(double left, double right, Function<Double, Double> f, Comparator<Double> comp) {
    double c1 = divideInternally(left, right, 1, GOLDEN_RATIO);
    double c2 = divideInternally(left, right, GOLDEN_RATIO, 1);
    double d1 = f.apply(c1);
    double d2 = f.apply(c2);
    while (right - left > 1e-9) {
      if (comp.compare(d1, d2) > 0) {
        right = c2;
        c2 = c1;
        d2 = d1;
        c1 = divideInternally(left, right, 1, GOLDEN_RATIO);
        d1 = f.apply(c1);
      } else {
        left = c1;
        c1 = c2;
        d1 = d2;
        c2 = divideInternally(left, right, GOLDEN_RATIO, 1);
        d2 = f.apply(c2);
      }
    }
    return right;
  }

  /**
   * [a,b]をm:nに内分する点を返す
   */
  double divideInternally(double a, double b, double m, double n) {
    return (n * a + m * b) / (m + n);
  }

  /**
   * http://alexbowe.com/popcount-permutations/
   * bitの立っている数が小さい順にループしたいときに使う。
   * ex)
   * <pre>
   * for (int i = 0; i < 25; ++i) {
   *   int bits = (1 << i) - 1;
   *   long m = C(25, num);
   *   for (j = 0; j < m; ++j) {
   *     ...(25個の中からi個bitが立っている)
   *     if (bits != 0)
   *       bits = next_perm(bits);
   *   }
   * }
   * </pre>
   *
   * @param v 現在のbit列
   * @return 次のbit列
   */
  int next_perm(int v) {
    int t = (v | (v - 1)) + 1;
    return t | ((((t & -t) / (v & -v)) >> 1) - 1);
  }

  /**
   * from http://gihyo.jp/dev/serial/01/geometry part 6
   */
  static class Line {
    double a;
    double b;
    double c;

    /**
     * 一般形のパラメータから直線を作成する
     *
     * @param a xの係数
     * @param b yの係数
     * @param c 定数項
     */
    Line(double a, double b, double c) {
      this.a = a;
      this.b = b;
      this.c = c;
    }

    /**
     * 2点(x1, y1), (x2, y2)を通る直線を作成する
     *
     * @param x1 1点目のx座標
     * @param y1 1点目のy座標
     * @param x2 2点目のx座標
     * @param y2 2点目のy座標
     * @return 直線
     */
    static Line fromPoints(double x1, double y1, double x2, double y2) {
      double dx = x2 - x1;
      double dy = y2 - y1;
      return new Line(dy, -dx, dx * y1 - dy * x1);
    }

    /**
     * 与えられた直線との交点を返す
     *
     * @param l 直線
     * @return 交点。2直線が平行の場合はnull
     */
    Point2D getIntersectionPoint(Line l) {
      double d = a * l.b - l.a * b;
      if (d == 0.0) {
        return null;
      }
      double x = (b * l.c - l.b * c) / d;
      double y = (l.a * c - a * l.c) / d;
      return new Point2D.Double(x, y);
    }

    @Override
    public String toString() {
      return "a = " + a + ", b = " + b + ", c = " + c;
    }
  }

  /**
   * from http://gihyo.jp/dev/serial/01/geometry part 6
   */
  static public class LineSegment {
    double x1;
    double y1;
    double x2;
    double y2;

    LineSegment(double x1, double y1, double x2, double y2) {
      this.x1 = x1;
      this.y1 = y1;
      this.x2 = x2;
      this.y2 = y2;
    }

    Line toLine() {
      return Line.fromPoints(x1, y1, x2, y2);
    }

    boolean intersects(Line l) {
      double t1 = l.a * x1 + l.b * y1 + l.c;
      double t2 = l.a * x2 + l.b * y2 + l.c;
      return t1 * t2 <= 0;
    }

    boolean intersects(LineSegment s) {
      return bothSides(s) && s.bothSides(this);
    }

    // sが自線分の「両側」にあるかどうかを調べる
    private boolean bothSides(LineSegment s) {
      double ccw1 = GeomUtils.ccw(x1, y1, s.x1, s.y1, x2, y2);
      double ccw2 = GeomUtils.ccw(x1, y1, s.x2, s.y2, x2, y2);
      if (ccw1 == 0 && ccw2 == 0) { // sと自線分が一直線上にある場合
        // sのいずれか1つの端点が自線分を内分していれば、sは自線分と共有部分を持つので
        // trueを返す
        return internal(s.x1, s.y1) || internal(s.x2, s.y2);
      } else { // それ以外の場合
        // CCW値の符号が異なる場合にtrueを返す
        return ccw1 * ccw2 <= 0;
      }
    }

    // (x, y)が自線分を内分しているかどうかを調べる
    private boolean internal(double x, double y) {
      // (x, y)から端点に向かうベクトルの内積がゼロ以下であれば内分と見なす
      return GeomUtils.dot(x1 - x, y1 - y, x2 - x, y2 - y) <= 0;
    }

    public Point2D getIntersectionPoint(Line l) {
      if (!intersects(l)) {
        return null; // 交差しない場合はnullを返す
      }
      return l.getIntersectionPoint(toLine());
    }

    public Point2D getIntersectionPoint(LineSegment s) {
      if (!intersects(s)) {
        return null; // 交差しない場合はnullを返す
      }
      return s.toLine().getIntersectionPoint(toLine());
    }

    @Override
    public String toString() {
      return "(" + x1 + ", " + y1 + ") - (" + x2 + ", " + y2 + ")";
    }
  }

  /**
   * from http://gihyo.jp/dev/serial/01/geometry part 6
   */
  static class GeomUtils {
    static double cross(double x1, double y1, double x2, double y2) {
      return x1 * y2 - x2 * y1;
    }

    static double dot(double x1, double y1, double x2, double y2) {
      return x1 * x2 + y1 * y2;
    }

    // (x1, y1) -> (x2, y2) -> (x3, y3) と進む道のりが半時計回りの場合は正の値、
    // 時計回りの場合は負の値、一直線上の場合はゼロを返す
    static double ccw(double x1, double y1, double x2, double y2,
                      double x3, double y3) {
      return cross(x2 - x1, y2 - y1, x3 - x2, y3 - y2);
    }

    static double ccw(Point2D p1, Point2D p2, Point2D p3) {
      return ccw(p1.getX(), p1.getY(), p2.getX(), p2.getY(), p3.getX(), p3.getY());
    }
  }

  /**
   * http://qiita.com/p_shiki37/items/65c18f88f4d24b2c528b
   */
  static class FastScanner {
    private final InputStream in;
    private final byte[] buffer = new byte[1024];
    private int ptr = 0;
    private int buflen = 0;

    public FastScanner(InputStream in) {
      this.in = in;
    }

    private static boolean isPrintableChar(int c) {
      return 33 <= c && c <= 126;
    }

    private boolean hasNextByte() {
      if (ptr < buflen) {
        return true;
      } else {
        ptr = 0;
        try {
          buflen = in.read(buffer);
        } catch (IOException e) {
          e.printStackTrace();
        }
        if (buflen <= 0) {
          return false;
        }
      }
      return true;
    }

    private int readByte() {
      if (hasNextByte()) return buffer[ptr++];
      else return -1;
    }

    private void skipUnprintable() {
      while (hasNextByte() && !isPrintableChar(buffer[ptr])) ptr++;
    }

    public boolean hasNext() {
      skipUnprintable();
      return hasNextByte();
    }

    public String next() {
      if (!hasNext()) throw new NoSuchElementException();
      StringBuilder sb = new StringBuilder();
      int b = readByte();
      while (isPrintableChar(b)) {
        sb.appendCodePoint(b);
        b = readByte();
      }
      return sb.toString();
    }

    public long nextLong() {
      if (!hasNext()) throw new NoSuchElementException();
      long n = 0;
      boolean minus = false;
      int b = readByte();
      if (b == '-') {
        minus = true;
        b = readByte();
      }
      if (b < '0' || '9' < b) {
        throw new NumberFormatException();
      }
      while (true) {
        if ('0' <= b && b <= '9') {
          n *= 10;
          n += b - '0';
        } else if (b == -1 || !isPrintableChar(b)) {
          return minus ? -n : n;
        } else {
          throw new NumberFormatException();
        }
        b = readByte();
      }
    }
  }

  static class Pair<F extends Comparable<F>, S extends Comparable<S>> implements Comparable<Pair<F, S>> {
    F f;
    S s;

    Pair() {
    }

    Pair(F f, S s) {
      this.f = f;
      this.s = s;
    }

    Pair(Pair<F, S> p) {
      f = p.f;
      s = p.s;
    }

    @Override
    public int compareTo(Pair<F, S> p) {
      if (f.compareTo(p.f) != 0) {
        return f.compareTo(p.f);
      }
      return s.compareTo(p.s);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
      return f.hashCode() ^ s.hashCode();
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
      if (this == o) {
        return true;
      }
      if (o == null || this.f == null || this.s == null) {
        return false;
      }
      if (this.getClass() != o.getClass()) {
        return false;
      }
      Pair p = (Pair) o;
      return this.f.equals(p.f) && this.s.equals(p.s);
    }

    @Override
    public String toString() {
      return "{" + f.toString() + ", " + s.toString() + "}";
    }
  }

  class BIT<T> {
    int n;
    ArrayList<T> bit;
    BiFunction<T, T, T> bif;

    /**
     * 1-indexed なBinary Indexed Treeを構築する
     *
     * @param n   容量
     * @param bif 適用させる関数
     * @param sup 初期値
     */
    BIT(int n, BiFunction<T, T, T> bif, Supplier<T> sup) {
      this.n = n;
      bit = new ArrayList<>(n + 1);
      for (int i = 0; i < n + 1; ++i) {
        bit.add(sup.get());
      }
      this.bif = bif;
    }

    /**
     * iの位置の値をvで更新する
     *
     * @param i index
     * @param v 新しい値
     */
    void set(int i, T v) {
      for (int x = i; x <= n; x += x & -x) {
        bit.set(x, bif.apply(bit.get(x), v));
      }
    }

    /**
     * クエリー
     *
     * @param defaultValue 初期値
     * @param i            index
     * @return [1, i]までfを適用した結果
     */
    T reduce(T defaultValue, int i) {
      T ret = defaultValue;
      for (int x = i; x > 0; x -= x & -x) {
        ret = bif.apply(ret, bit.get(x));
      }
      return ret;
    }
  }

  class SegmentTree<T> {
    int n;
    ArrayList<T> dat;
    BiFunction<T, T, T> bif;
    Supplier<T> sup;

    /**
     * 0-indexed なSegment Treeを構築する
     *
     * @param n_  要求容量
     * @param bif 適用させる関数
     * @param sup 初期値
     */
    SegmentTree(int n_, BiFunction<T, T, T> bif, Supplier<T> sup) {
      n = 1;
      while (n < n_) n *= 2;

      dat = new ArrayList<>(2 * n - 1);
      for (int i = 0; i < 2 * n - 1; ++i) {
        dat.add(sup.get());
      }
      this.bif = bif;
      this.sup = sup;
    }

    /**
     * kの位置の値をvで更新する
     *
     * @param k index
     * @param v 新しい値
     */
    void set(int k, T v) {
      k += n - 1;
      dat.set(k, v);
      while (k > 0) {
        k = (k - 1) / 2;
        dat.set(k, bif.apply(dat.get(k * 2 + 1), dat.get(k * 2 + 2)));
      }
    }

    /**
     * クエリー
     *
     * @param l はじめ
     * @param r おわり
     * @return [l, r)での演算bifを適用した結果を返す
     */
    T reduce(int l, int r) {
      return _reduce(l, r, 0, 0, n);
    }

    T _reduce(int a, int b, int k, int l, int r) {
      if (r <= a || b <= l) return sup.get();
      if (a <= l && r <= b) return dat.get(k);
      T vl = _reduce(a, b, k * 2 + 1, l, (l + r) / 2);
      T vr = _reduce(a, b, k * 2 + 2, (l + r) / 2, r);
      return bif.apply(vl, vr);
    }
  }
}

yukicoder

結果

テストケース

ソースコード