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問題 No.658 テトラナッチ数列 Hard
ユーザー T1610T1610
提出日時 2020-02-28 13:59:39
言語 C++14
(gcc 12.3.0 + boost 1.83.0)
結果
AC  
実行時間 148 ms / 2,000 ms
コード長 4,430 bytes
コンパイル時間 1,700 ms
コンパイル使用メモリ 168,752 KB
実行使用メモリ 5,248 KB
最終ジャッジ日時 2024-10-13 16:24:29
合計ジャッジ時間 2,899 ms
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5,248 KB
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ソースコード

diff # 

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define rep(i,n) REP(i,0,n)
#define REP(i,s,e) for(int i=(s); i<(int)(e); i++)
#define repr(i, n) REPR(i, n, 0)
#define REPR(i, s, e) for(int i=(int)(s-1); i>=(int)(e); i--)
#define pb push_back
#define all(r) r.begin(),r.end()
#define rall(r) r.rbegin(),r.rend()
#define fi first
#define se second

typedef long long ll;
typedef vector<int> vi;
typedef vector<ll> vl;
typedef pair<int, int> pii;
typedef pair<ll, ll> pll;

const ll INF = 1e18;
const ll MOD = 1e9 + 7;
const double EPS = 1e-8;

template<typename T> T chmax(T& a, const T& b){return a = (a > b ? a : b);}
template<typename T> T chmin(T& a, const T& b){return a = (a < b ? a : b);}

#define DEBUG_MODE
#ifdef DEBUG_MODE
#define dump(x) cout << #x << " : " << x << " "
#define dumpL(x) cout << #x << " : " << x << '\n'
#define LINE cout << "line : " << __LINE__ << " "
#define LINEL cout << "line : " << __LINE__ << '\n'
#define dumpV(v) cout << #v << " : ["; for(auto& t : v) cout << t << ", "; cout<<"]" << " "
#define dumpVL(v) cout << #v << " : ["; for(auto& t : v) cout << t << ", "; cout<<"]" << endl
#define STOP assert(false)
#else
#define dump(x) 
#define dumpL(x) 
#define LINE 
#define LINEL 
#define dumpV(v) 
#define dumpVL(v) 
#define STOP assert(false)
#endif
#define mp make_pair
 
namespace std {
template<class S, class T>
ostream &operator <<(ostream& out, const pair<S, T>& a) {
    out << '(' << a.fi << ", " << a.se << ')';
    return out;
}
}

template <class T, int SZ>
struct Mat {
    array<array<T, SZ>, SZ> d;
    const int n;
    Mat() : n(SZ) {
        array<T, SZ> tmp;
        d.fill(tmp);
    }
    Mat operator * (const Mat& mt) const {
        Mat ret;
        rep(i, SZ) rep(j, SZ) {
            rep(k, SZ) {
                ret.d[i][j] += (d[i][k] * mt.d[k][j]);
            }
        }
        return ret;
    }
    Mat& operator *= (const Mat& mt) {
        *this = *this * mt;
        return *this;
    }
    Mat& operator = (const Mat& mt) {
        d = mt.d;
        return *this;
    }
    array<T, SZ>& operator [](const int n) {
        return d[n];
    }
};

template <class T, int SZ> 
Mat<T, SZ> pow(Mat<T, SZ> mt, ll n) {
    Mat<T, SZ> ret;
    rep(i, SZ) ret.d[i][i] = 1LL;
    while(n > 0) {
        if(n&1LL) ret = ret * mt;
        mt = mt*mt;
        n >>= 1;
    }
    return ret;
}

template <typename T, typename U> T pow_fast(T x, U n) {
    T ret = (T)1;
    while(n) {
        if(n & (U)1) ret *= x;
        x *= x;
        n >>= 1;
    }
    return ret;
}

template <typename ModType, ModType MOD> struct ModInt {
    ModType val;
    ModInt() : val(0) {}
    ModInt(ModType x) : val(x % MOD) {
        if(val < 0) val += MOD;
    };
    operator ModType() const { return val; }
    ModInt &operator+=(const ModInt &m) {
        val += m.val;
        if(val >= MOD) val -= MOD;
        return *this;
    }
    ModInt &operator-=(const ModInt &m) {
        val -= m.val;
        if(val < 0) val += MOD;
        return *this;
    }
    ModInt &operator*=(const ModInt &m) {
        (val *= m.val) %= MOD;
        return *this;
    }
    ModInt &operator/=(const ModInt &m) {
        *this *= m.inverse();
        return *this;
    }
    ModInt operator+(const ModInt &m) const { return ModInt(*this) += m; }
    ModInt operator-(const ModInt &m) const { return ModInt(*this) -= m; }
    ModInt operator*(const ModInt &m) const { return ModInt(*this) *= m; }
    ModInt operator/(const ModInt &m) const { return ModInt(*this) /= m; }
    ModInt inverse() const { return pow_fast(*this, MOD - 2); }
    ModInt pow(ModType n) const {return pow_fast(*this, n); }

    friend std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const ModInt &rhs) {
        os << rhs.val;
        return os;
    }
    friend std::istream &operator>>(std::istream &is, ModInt &rhs) {
        ModType value;
        is >> value;
        rhs = ModInt(value);
        return is;
    }
};

int main(){
    using mint = ModInt<ll, 17>;
    int q;
    cin >> q;
    Mat<mint, 4> mt;
    rep(i, 4) mt.d[0][i] = 1;
    rep(i, 3) mt.d[i+1][i] = 1;
    rep(i, q) {
        ll n;
        cin >> n;
        auto tmp = pow(mt, n);
        // cout << "n : " << tmp.n << endl;
        // rep(i, tmp.n) {
        //     rep(j, tmp.n) {
        //         cout << " " << tmp.d[i][j];
        //     }
        //     cout << endl;
        // }        
        cout << tmp.d[3][3] << endl;
    }
    return 0;
}
0