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問題 No.1706 Many Bus Stops (hard)
ユーザー 👑 CleyLCleyL
提出日時 2023-02-02 11:15:00
言語 C++17
(gcc 12.3.0 + boost 1.83.0)
結果
AC  
実行時間 2 ms / 2,000 ms
コード長 3,693 bytes
コンパイル時間 1,050 ms
コンパイル使用メモリ 83,448 KB
実行使用メモリ 5,376 KB
最終ジャッジ日時 2024-07-02 01:13:18
合計ジャッジ時間 2,470 ms
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（参考情報） 		judge2 / judge1
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ソースコード

diff # 

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

const long long MOD = 1000000007;

template <int mod>
struct ModInt{
  int n;
  ModInt():n(0){}
  ModInt(int n_):n(n_ >= 0 ? n_%mod : mod - ((-n_)%mod) ){}

  ModInt &operator+=(const ModInt &p){
    if((n+=p.n) >= mod)n-=mod;
    return *this;
  }
  ModInt &operator-=(const ModInt &p){
    n+=mod-p.n;
    if(n >= mod)n-=mod;
    return *this;
  }
  ModInt &operator*=(const ModInt &p){
    n = (int) ((1LL*n*p.n)%mod);
    return *this;
  }
  ModInt &operator/=(const ModInt &p){
    *this *= p.inverse();
    return *this;
  }
  ModInt operator-() const {return ModInt(-n);}
  ModInt operator+(const ModInt &p) const {return ModInt(*this) += p;}
  ModInt operator-(const ModInt &p) const {return ModInt(*this) -= p;}
  ModInt operator*(const ModInt &p) const {return ModInt(*this) *= p;}
  ModInt operator/(const ModInt &p) const {return ModInt(*this) /= p;}

  bool operator==(const ModInt &p) const {return n==p.n;}
	bool operator<(const ModInt &p) const {return n<p.n;}
	bool operator>(const ModInt &p) const {return n>p.n;}
	bool operator>=(const ModInt &p) const {return n>=p.n;}
	bool operator<=(const ModInt &p) const {return n<=p.n;}
  bool operator!=(const ModInt &p) const {return n!=p.n;}

  ModInt inverse() const {
    int a = n,b = mod,u = 1,v = 0;
    while(b){
      int t = a/b;
      a -= t*b; swap(a,b);
      u -= t*v; swap(u,v);
    }
    return ModInt(u);
  }

  ModInt pow(int64_t z) const {
    ModInt ret(1),mul(n);
    while(z > 0){
      if(z & 1) ret *= mul;
      mul *= mul;
      z >>= 1;
    }
    return ret;
  }

  friend ostream &operator<<(ostream &os, const ModInt &p){
    return os << p.n;
  }
  friend istream &operator>>(istream &is, ModInt &a){
    int64_t t;
    is >> t;
    a = ModInt<mod> (t);
    return (is);

  }
};
using mint = ModInt<MOD>;

template <typename T>
struct mat{
  vector<vector<T>> x;
  int h,w;
  mat():x(vector<vector<T>>()){}
  mat(int h,int w):x(vector<vector<T>>(h,vector<T>(w))),h(h),w(w){}
  mat(int h,int w, T c):x(vector<vector<T>>(h,vector<T>(w,c))),h(h),w(w){}
  mat(vector<vector<T>> A):x(A),h(A.size()),w(A[0].size()){}
  vector<T>& operator[](int i){return x[i];}
  

  mat& operator*=(mat& y){
    mat<T> ret(h,y.w,0);
    if(w != y.h){
      for(int i = 0; h > i; i++){
        for(int j = 0; y.w > j; j++){
          ret[i][j] = -1;
        }
      }
    }else{
      for(int i = 0; h > i; i++){
        for(int j = 0; y.w > j; j++){
          for(int k = 0; w > k; k++){
            ret[i][j] = ret[i][j] + x[i][k]*y[k][j];
          }
        }
      }
    }
    for(int i = 0; h > i; i++){
      x[i].resize(y.w);
    }
    w = y.w;
    for(int i = 0; h > i; i++){
      for(int j = 0; y.w > j; j++){
        x[i][j] = ret[i][j];
      }
    }
    return *this;
  }

  mat operator*(mat y){return mat(*this) *= y;}


  mat pow(long long n){//正方行列のみ
    mat<T> res(h,w);
    mat<T> ret(h,w,0);
    mat<T> a(h,w);
    for(int i = 0; h > i; i++){
      ret[i][i] = 1;
    }
    for(int i = 0; h > i; i++){
      for(int j = 0; w > j; j++){
        a[i][j] = (*this)[i][j];
      }
    }
    while(n > 0){
      if(n & 1){
        ret *= a;
      }
      a *= a;
      n/=2;
    }
    for(int i = 0; h > i; i++){
      for(int j = 0; w > j; j++){
        res[i][j] = ret[i][j];
      }
    }
    return res;
  }
};

int main(){
  long long c,n,m;cin>>c>>n>>m;
  vector<vector<mint>> A = {{(mint)1/c, 0, 0, (mint)(c-1)/c}, {1,0,0,0}, {0, (mint)1/c, (mint)1/c, (mint)(c-2)/c}, {0,0,1,0}};
  vector<vector<mint>> B = {{1},{0},{0},{0}};
  mat<mint> C(A);
  mat<mint> D(A);
  cout << (mint)1-((mint)1-(D*C.pow(n-1))[0][0]).pow(m) << endl;
}
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