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問題 No.1105 Many Triplets
ユーザー ateate
提出日時 2020-07-03 23:41:34
言語 C++17
(gcc 13.2.0 + boost 1.83.0)
結果
AC  
実行時間 2 ms / 2,000 ms
コード長 4,560 bytes
コンパイル時間 2,355 ms
コンパイル使用メモリ 211,756 KB
実行使用メモリ 4,348 KB
最終ジャッジ日時 2023-10-17 06:26:48
合計ジャッジ時間 3,320 ms
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ソースコード

diff # 

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

// matrix by drken
// https://drken1215.hatenablog.com/entry/2020/03/08/175100
template<class T> struct Matrix {
    vector<vector<T> > val;
    Matrix(int n = 1, int m = 1, T v = 0) : val(n, vector<T>(m, v)) {}
    void init(int n, int m, T v = 0) {val.assign(n, vector<T>(m, v));}
    void resize(int n, int m) {
        val.resize(n);
        for (int i = 0; i < n; ++i) val[i].resize(m);
    }
    Matrix<T>& operator = (const Matrix<T> &A) {
        val = A.val;
        return *this;
    }
    size_t size() const {return val.size();}
    vector<T>& operator [] (int i) {return val[i];}
    const vector<T>& operator [] (int i) const {return val[i];}
    friend ostream& operator << (ostream& s, const Matrix<T>& M) {
        s << endl;
        for (int i = 0; i < (int)M.size(); ++i) s << M[i] << endl;
        return s;
    }
};

template<class T> Matrix<T> operator * (const Matrix<T> &A, const Matrix<T> &B) {
    Matrix<T> R(A.size(), B[0].size());
    for (int i = 0; i < A.size(); ++i)
        for (int j = 0; j < B[0].size(); ++j)
            for (int k = 0; k < B.size(); ++k)
                R[i][j] += A[i][k] * B[k][j];
    return R;
}

template<class T> Matrix<T> pow(const Matrix<T> &A, long long n) {
    Matrix<T> R(A.size(), A.size());
    auto B = A;
    for (int i = 0; i < A.size(); ++i) R[i][i] = 1;
    while (n > 0) {
        if (n & 1) R = R * B;
        B = B * B;
        n >>= 1;
    }
    return R;
}

template<class T> vector<T> operator * (const Matrix<T> &A, const vector<T> &B) {
    vector<T> v(A.size());
    for (int i = 0; i < A.size(); ++i)
        for (int k = 0; k < B.size(); ++k)
            v[i] += A[i][k] * B[k];
    return v;
}

template<class T> Matrix<T> operator + (const Matrix<T> &A, const Matrix<T> &B) {
    Matrix<T> R(A.size(), A[0].size());
    for (int i = 0; i < A.size(); ++i)
        for (int j = 0; j < A[0].size(); ++j)
            R[i][j] = A[i][j] + B[i][j];
    return R;
}

template<class T> Matrix<T> operator - (const Matrix<T> &A, const Matrix<T> &B) {
    Matrix<T> R(A.size(), A[0].size());
    for (int i = 0; i < A.size(); ++i)
        for (int j = 0; j < A[0].size(); ++j)
            R[i][j] = A[i][j] - B[i][j];
    return R;
}
// modint
template<int MOD> struct Fp {
    long long val;
    constexpr Fp(long long v = 0) noexcept : val(v % MOD) {
        if (val < 0) val += MOD;
    }
    constexpr int getmod() { return MOD; }
    constexpr Fp operator - () const noexcept {
        return val ? MOD - val : 0;
    }
    constexpr Fp operator + (const Fp& r) const noexcept { return Fp(*this) += r; }
    constexpr Fp operator - (const Fp& r) const noexcept { return Fp(*this) -= r; }
    constexpr Fp operator * (const Fp& r) const noexcept { return Fp(*this) *= r; }
    constexpr Fp operator / (const Fp& r) const noexcept { return Fp(*this) /= r; }
    constexpr Fp& operator += (const Fp& r) noexcept {
        val += r.val;
        if (val >= MOD) val -= MOD;
        return *this;
    }
    constexpr Fp& operator -= (const Fp& r) noexcept {
        val -= r.val;
        if (val < 0) val += MOD;
        return *this;
    }
    constexpr Fp& operator *= (const Fp& r) noexcept {
        val = val * r.val % MOD;
        return *this;
    }
    constexpr Fp& operator /= (const Fp& r) noexcept {
        long long a = r.val, b = MOD, u = 1, v = 0;
        while (b) {
            long long t = a / b;
            a -= t * b; swap(a, b);
            u -= t * v; swap(u, v);
        }
        val = val * u % MOD;
        if (val < 0) val += MOD;
        return *this;
    }
    constexpr bool operator == (const Fp& r) const noexcept {
        return this->val == r.val;
    }
    constexpr bool operator != (const Fp& r) const noexcept {
        return this->val != r.val;
    }
    friend constexpr ostream& operator << (ostream &os, const Fp<MOD>& x) noexcept {
        return os << x.val;
    }
    friend constexpr Fp<MOD> modpow(const Fp<MOD> &a, long long n) noexcept {
        if (n == 0) return 1;
        auto t = modpow(a, n / 2);
        t = t * t;
        if (n & 1) t = t * a;
        return t;
    }
};

const int MOD = 1000000007;
using mint = Fp<MOD>;

signed main(){

  int64_t n,a,b,c;
  cin>>n>>a>>b>>c;

  Matrix<mint> mat(3,3,0);
  mat[0][0] = mat[1][1] = mat[2][2] = 1;
  mat[0][1] = mat[1][2] = mat[2][0] = -1;

  auto res = pow(mat,n-1);

  Matrix<mint> abc(3,1,0);
  abc[0][0] = a;
  abc[1][0] = b;
  abc[2][0] = c;

  auto ans = res*abc;

  cout<<ans[0][0]<<" "<<ans[1][0]<<" "<<ans[2][0]<<endl;

}
0