矩阵初步

矩阵,主要用于递推/(dp)优化,以及特别的题目。

运算:

注意,矩阵有(+,-,*,pow)以及矩阵的逆等运算。本文讨论入门的(+,-,*,pow).

对于加法:

[left[ egin{matrix} 1&3&5\ 2&4&7\ end{matrix} ight]+ left[ egin{matrix} 2&9&7\ 12&9&3\ end{matrix} ight] ]

即为:

[left[ egin{matrix} 3&12&12\ 14&13&10\ end{matrix} ight] ]

就是遵循按位相加的原则,减法同理。
注意矩阵的加减法必须是同行数同列数的矩阵。

对于乘法:

定义(C_{i,j})(A,B)两个矩阵乘完之后的矩阵对应的第(i)行第(j)列的元素。

规定(A)(P*M)的矩阵,(B)(M*Q)的矩阵。

则有:

[C_{i,j}=sum_{k=1}^{M}{A_{i,k}*B_{k,j}} ]

也可以简单理解为,对应行乘以对应列。

矩阵快速幂#

就是一个矩阵的乘方。

注意,只有方阵才有乘方,即列数等于行数((n*n))

同样地,若求一个矩阵的(k)次方,可以和二进制快速幂一样,重载乘法即可。

注意提到一个概念:矩阵中,和(1)一样的存在是谁呢?我们称之为 $单位矩阵 ,就是对角线上都是(1),其它位置都是(0)的矩阵。

通过矩阵乘法定义会发现,一个矩阵乘以单位矩阵(称之为(I))等于它本身。

一个简单的单位矩阵:

[left[ egin{matrix} 1&0&0\ 0&1&0\ 0&0&1\ end{matrix} ight] ]

代码实现:

struct matrix{
	ll a[4][4];
	matrix(){memset(a,0,sizeof(a));}
	matrix operator*(const matrix&b)const{
		matrix res;
		for(int i=1;i<=2;++i)
			for(int j=1;j<=2;++j)
				for(int k=1;k<=2;++k)
					res.a[i][j]=(res.a[i][j]+a[i][k]*b.a[k][j])%mod;
		return res;
	}
}base,ans;
void qpow(int b){
	while(b){
		if(b&1)ans=ans*base;
		base=base*base;b>>=1;
	}
}

待补(QwQ)

原文地址:https://www.cnblogs.com/h-lka/p/11913443.html