#572950 (C++17) No.1275 綺麗な式

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結果

問題	No.1275 綺麗な式
ユーザー	👑 emthrm
提出日時	2020-10-30 22:03:21
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	6,328 bytes
コンパイル時間	2,255 ms
コンパイル使用メモリ	206,028 KB
実行使用メモリ	4,380 KB
最終ジャッジ日時	2023-09-29 06:08:22
合計ジャッジ時間	4,494 ms
ジャッジサーバーID （参考情報）	judge12 / judge11

このコードへのチャレンジ（β）

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入力	結果	実行時間実行使用メモリ
testcase_00	AC	1 ms 4,376 KB
testcase_01	AC	1 ms 4,380 KB
testcase_02	AC	2 ms 4,380 KB
testcase_03	AC	2 ms 4,380 KB
testcase_04	AC	1 ms 4,376 KB
testcase_05	AC	2 ms 4,376 KB
testcase_06	AC	2 ms 4,376 KB
testcase_07	AC	2 ms 4,376 KB
testcase_08	AC	1 ms 4,380 KB
testcase_09	AC	2 ms 4,376 KB
testcase_10	AC	2 ms 4,380 KB
testcase_11	AC	2 ms 4,376 KB
testcase_12	AC	2 ms 4,376 KB
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testcase_17	AC	2 ms 4,380 KB
testcase_18	AC	2 ms 4,380 KB
testcase_19	AC	1 ms 4,380 KB
testcase_20	AC	1 ms 4,376 KB
testcase_21	AC	2 ms 4,380 KB
testcase_22	AC	2 ms 4,380 KB
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testcase_24	AC	2 ms 4,380 KB
testcase_25	AC	2 ms 4,376 KB
testcase_26	AC	2 ms 4,380 KB
testcase_27	AC	1 ms 4,376 KB
testcase_28	AC	2 ms 4,380 KB
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testcase_30	AC	1 ms 4,376 KB
testcase_31	AC	2 ms 4,380 KB
testcase_32	AC	2 ms 4,376 KB
testcase_33	AC	2 ms 4,380 KB
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testcase_37	AC	2 ms 4,376 KB
testcase_38	AC	2 ms 4,376 KB
testcase_39	AC	1 ms 4,376 KB
testcase_40	AC	2 ms 4,380 KB
testcase_41	AC	2 ms 4,380 KB
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testcase_45	AC	2 ms 4,376 KB
testcase_46	AC	2 ms 4,376 KB
testcase_47	AC	2 ms 4,376 KB
testcase_48	AC	2 ms 4,376 KB
testcase_49	AC	1 ms 4,380 KB
testcase_50	AC	2 ms 4,376 KB
testcase_51	AC	1 ms 4,380 KB
testcase_52	AC	1 ms 4,376 KB
testcase_53	AC	2 ms 4,380 KB
testcase_54	AC	2 ms 4,380 KB
testcase_55	AC	1 ms 4,376 KB
testcase_56	AC	1 ms 4,376 KB
testcase_57	AC	2 ms 4,376 KB
testcase_58	AC	1 ms 4,380 KB
testcase_59	AC	2 ms 4,376 KB
testcase_60	AC	2 ms 4,376 KB
testcase_61	AC	2 ms 4,380 KB

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ソースコード

raw source code

#define _USE_MATH_DEFINES
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define FOR(i,m,n) for(int i=(m);i<(n);++i)
#define REP(i,n) FOR(i,0,n)
#define ALL(v) (v).begin(),(v).end()
using ll = long long;
constexpr int INF = 0x3f3f3f3f;
constexpr ll LINF = 0x3f3f3f3f3f3f3f3fLL;
constexpr double EPS = 1e-8;
constexpr int MOD = 1000000007;
// constexpr int MOD = 998244353;
constexpr int dy[] = {1, 0, -1, 0}, dx[] = {0, -1, 0, 1};
constexpr int dy8[] = {1, 1, 0, -1, -1, -1, 0, 1}, dx8[] = {0, -1, -1, -1, 0, 1, 1, 1};
template <typename T, typename U> inline bool chmax(T &a, U b) { return a < b ? (a = b, true) : false; }
template <typename T, typename U> inline bool chmin(T &a, U b) { return a > b ? (a = b, true) : false; }
struct IOSetup {
  IOSetup() {
    cin.tie(nullptr);
    ios_base::sync_with_stdio(false);
    cout << fixed << setprecision(20);
  }
} iosetup;

template <int MOD>
struct MInt {
  unsigned val;
  MInt(): val(0) {}
  MInt(long long x) : val(x >= 0 ? x % MOD : x % MOD + MOD) {}
  static int get_mod() { return MOD; }
  static void set_mod(int divisor) { assert(divisor == MOD); }
  MInt pow(long long exponent) const {
    MInt tmp = *this, res = 1;
    while (exponent > 0) {
      if (exponent & 1) res *= tmp;
      tmp *= tmp;
      exponent >>= 1;
    }
    return res;
  }
  MInt &operator+=(const MInt &x) { if((val += x.val) >= MOD) val -= MOD; return *this; }
  MInt &operator-=(const MInt &x) { if((val += MOD - x.val) >= MOD) val -= MOD; return *this; }
  MInt &operator*=(const MInt &x) { val = static_cast<unsigned long long>(val) * x.val % MOD; return *this; }
  MInt &operator/=(const MInt &x) {
    // assert(std::__gcd(static_cast<int>(x.val), MOD) == 1);
    unsigned a = x.val, b = MOD; int u = 1, v = 0;
    while (b) {
      unsigned tmp = a / b;
      std::swap(a -= tmp * b, b);
      std::swap(u -= tmp * v, v);
    }
    return *this *= u;
  }
  bool operator==(const MInt &x) const { return val == x.val; }
  bool operator!=(const MInt &x) const { return val != x.val; }
  bool operator<(const MInt &x) const { return val < x.val; }
  bool operator<=(const MInt &x) const { return val <= x.val; }
  bool operator>(const MInt &x) const { return val > x.val; }
  bool operator>=(const MInt &x) const { return val >= x.val; }
  MInt &operator++() { if (++val == MOD) val = 0; return *this; }
  MInt operator++(int) { MInt res = *this; ++*this; return res; }
  MInt &operator--() { val = (val == 0 ? MOD : val) - 1; return *this; }
  MInt operator--(int) { MInt res = *this; --*this; return res; }
  MInt operator+() const { return *this; }
  MInt operator-() const { return MInt(val ? MOD - val : 0); }
  MInt operator+(const MInt &x) const { return MInt(*this) += x; }
  MInt operator-(const MInt &x) const { return MInt(*this) -= x; }
  MInt operator*(const MInt &x) const { return MInt(*this) *= x; }
  MInt operator/(const MInt &x) const { return MInt(*this) /= x; }
  friend std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const MInt &x) { return os << x.val; }
  friend std::istream &operator>>(std::istream &is, MInt &x) { long long val; is >> val; x = MInt(val); return is; }
};
namespace std { template <int MOD> MInt<MOD> abs(const MInt<MOD> &x) { return x; } }
template <int MOD>
struct Combinatorics {
  using ModInt = MInt<MOD>;
  int val;  // "val!" and "mod" must be disjoint.
  std::vector<ModInt> fact, fact_inv, inv;
  Combinatorics(int val = 10000000) : val(val), fact(val + 1), fact_inv(val + 1), inv(val + 1) {
    fact[0] = 1;
    for (int i = 1; i <= val; ++i) fact[i] = fact[i - 1] * i;
    fact_inv[val] = ModInt(1) / fact[val];
    for (int i = val; i > 0; --i) fact_inv[i - 1] = fact_inv[i] * i;
    for (int i = 1; i <= val; ++i) inv[i] = fact[i - 1] * fact_inv[i];
  }
  ModInt nCk(int n, int k) const {
    if (n < 0 || n < k || k < 0) return 0;
    assert(n <= val && k <= val);
    return fact[n] * fact_inv[k] * fact_inv[n - k];
  }
  ModInt nPk(int n, int k) const {
    if (n < 0 || n < k || k < 0) return 0;
    assert(n <= val);
    return fact[n] * fact_inv[n - k];
  }
  ModInt nHk(int n, int k) const {
    if (n < 0 || k < 0) return 0;
    return k == 0 ? 1 : nCk(n + k - 1, k);
  }
};
using ModInt = MInt<MOD>;

template <typename T>
struct Matrix {
  Matrix(int m, int n, T val = 0) : dat(m, std::vector<T>(n, val)) {}

  int height() const { return dat.size(); }

  int width() const { return dat.front().size(); }

  Matrix pow(long long exponent) const {
    int n = height();
    Matrix<T> tmp = *this, res(n, n, 0);
    for (int i = 0; i < n; ++i) res[i][i] = 1;
    while (exponent > 0) {
      if (exponent & 1) res *= tmp;
      tmp *= tmp;
      exponent >>= 1;
    }
    return res;
  }

  inline const std::vector<T> &operator[](const int idx) const { return dat[idx]; }
  inline std::vector<T> &operator[](const int idx) { return dat[idx]; }

  Matrix &operator=(const Matrix &x) {
    int m = x.height(), n = x.width();
    dat.resize(m, std::vector<T>(n));
    for (int i = 0; i < m; ++i) for (int j = 0; j < n; ++j) dat[i][j] = x[i][j];
    return *this;
  }

  Matrix &operator+=(const Matrix &x) {
    int m = height(), n = width();
    for (int i = 0; i < m; ++i) for (int j = 0; j < n; ++j) dat[i][j] += x[i][j];
    return *this;
  }

  Matrix &operator-=(const Matrix &x) {
    int m = height(), n = width();
    for (int i = 0; i < m; ++i) for (int j = 0; j < n; ++j) dat[i][j] -= x[i][j];
    return *this;
  }

  Matrix &operator*=(const Matrix &x) {
    int m = height(), n = x.width(), l = width();
    std::vector<std::vector<T>> res(m, std::vector<T>(n, 0));
    for (int i = 0; i < m; ++i) for (int j = 0; j < n; ++j) {
      for (int k = 0; k < l; ++k) res[i][j] += dat[i][k] * x[k][j];
    }
    std::swap(dat, res);
    return *this;
  }

  Matrix operator+(const Matrix &x) const { return Matrix(*this) += x; }

  Matrix operator-(const Matrix &x) const { return Matrix(*this) -= x; }

  Matrix operator*(const Matrix &x) const { return Matrix(*this) *= x; }

private:
  std::vector<std::vector<T>> dat;
};

int main() {
  ll a, b, n; cin >> a >> b >> n;
  if (n == 0) {
    cout << 2 << '\n';
    return 0;
  }
  Matrix<ModInt> m(2, 2), init(2, 1);
  m[0][0] = a * 2; m[0][1] = b - a * a;
  m[1][0] = 1;
  init[0][0] = a * 2;
  init[1][0] = 2;
  cout << (m.pow(n - 1) * init)[0][0] << '\n';
  return 0;
}

yukicoder

結果

テストケース

ソースコード