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問題 No.2441 行列累乗
ユーザー erbowlerbowl
提出日時 2023-08-25 21:21:59
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 5,915 bytes
コンパイル時間 1,939 ms
コンパイル使用メモリ 210,856 KB
実行使用メモリ 5,376 KB
最終ジャッジ日時 2024-06-06 15:35:32
合計ジャッジ時間 2,736 ms
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ソースコード

diff # 

typedef long long ll;
typedef long double ld;

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

// modint
struct Fp {
    // static menber
    static int MOD;
    
    // inner value
    long long val;
    
    // constructor
    Fp() : val(0) { }
    Fp(long long v) : val(v % MOD) {
        if (val < 0) val += MOD;
    }
    long long get() const { return val; }
    static int get_mod() { return MOD; }
    static void set_mod(int mod) { MOD = mod; }
    
    // arithmetic operators
    Fp operator - () const {
        return val ? MOD - val : 0;
    }
    Fp operator + (const Fp &r) const { return Fp(*this) += r; }
    Fp operator - (const Fp &r) const { return Fp(*this) -= r; }
    Fp operator * (const Fp &r) const { return Fp(*this) *= r; }
    Fp operator / (const Fp &r) const { return Fp(*this) /= r; }
    Fp& operator += (const Fp &r) {
        val += r.val;
        if (val >= MOD) val -= MOD;
        return *this;
    }
    Fp& operator -= (const Fp &r) {
        val -= r.val;
        if (val < 0) val += MOD;
        return *this;
    }
    Fp& operator *= (const Fp &r) {
        val = val * r.val % MOD;
        return *this;
    }
    Fp& operator /= (const Fp &r) {
        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;
    }
    Fp pow(long long n) const {
        Fp res(1), mul(*this);
        while (n > 0) {
            if (n & 1) res *= mul;
            mul *= mul;
            n >>= 1;
        }
        return res;
    }
    Fp inv() const {
        Fp res(1), div(*this);
        return res / div;
    }

    // other operators
    bool operator == (const Fp &r) const {
        return this->val == r.val;
    }
    bool operator != (const Fp &r) const {
        return this->val != r.val;
    }
    friend istream& operator >> (istream &is, Fp &x) {
        is >> x.val;
        x.val %= x.get_mod();
        if (x.val < 0) x.val += x.get_mod();
        return is;
    }
    friend ostream& operator << (ostream &os, const Fp &x) {
        return os << x.val;
    }
    friend Fp modpow(const Fp &r, long long n) {
        return r.pow(n);
    }
    friend Fp modinv(const Fp &r) {
        return r.inv();
    }
};

int Fp::MOD;


// Union-Find
struct UnionFind {
    // core member
    vector<int> par;

    // constructor
    UnionFind() { }
    UnionFind(int n) : par(n, -1) { }
    void init(int n) { par.assign(n, -1); }
    
    // core methods
    int root(int x) {
        if (par[x] < 0) return x;
        else return par[x] = root(par[x]);
    }
    
    bool same(int x, int y) {
        return root(x) == root(y);
    }
    
    bool merge(int x, int y) {
        x = root(x), y = root(y);
        if (x == y) return false;
        if (par[x] > par[y]) swap(x, y); // merge technique
        par[x] += par[y];
        par[y] = x;
        return true;
    }
    
    int size(int x) {
        return -par[root(x)];
    }
    
    // debug
    friend ostream& operator << (ostream &s, UnionFind uf) {
        map<int, vector<int>> groups;
        for (int i = 0; i < uf.par.size(); ++i) {
            int r = uf.root(i);
            groups[r].push_back(i);
        }
        for (const auto &it : groups) {
            s << "group: ";
            for (auto v : it.second) s << v << " ";
            s << endl;
        }
        return s;
    }
};



// matrix
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;
}


signed main(){
    Matrix<ll> a(2, 2, 0);
    std::cin >> a[0][0]>>a[0][1];
    std::cin >> a[1][0]>>a[1][1];
    auto b = a*a*a;
    std::cout << b[0][0]<<" "<<b[0][1] << std::endl;
    std::cout << b[1][0]<<" "<<b[1][1] << std::endl;
};
0