垒骰子 ( 矩阵快速幂 )

垒骰子 ( 矩阵快速幂 )

赌圣atm晚年迷恋上了垒骰子,就是把骰子一个垒在另一个上边,不能歪歪扭扭,要垒成方柱体。 经过长期观察,atm 发现了稳定骰子的奥秘:有些数字的面贴着会互相排斥! 我们先来规范一下骰子:1 的对面是 4,2 的对面是 5,3 的对面是 6。 假设有 m 组互斥现象,每组中的那两个数字的面紧贴在一起,骰子就不能稳定的垒起来。 atm想计算一下有多少种不同的可能的垒骰子方式。

两种垒骰子方式相同,当且仅当这两种方式中对应高度的骰子的对应数字的朝向都相同。 由于方案数可能过多,请输出模 10^9 + 7 的结果。 不要小看了 atm 的骰子数量哦~ 「输入格式」 第一行两个整数 n m n表示骰子数目 接下来 m 行,每行两个整数 a b ,表示 a 和 b 数字不能紧贴在一起。 「输出格式」 一行一个数,表示答案模 10^9 + 7 的结果。 「样例输入」

2 1

1 2 「样例输出」 544 「数据范围」 对于 30% 的数据:n <= 5 对于 60% 的数据:n <= 100 对于 100% 的数据:0 < n <= 10^9, m <= 36 资源约定: 峰值内存消耗 < 256M CPU消耗 < 2000ms 请严格按要求输出,不要画蛇添足地打印类似:“请您输入...” 的多余内容。 所有代码放在同一个源文件中,调试通过后,拷贝提交该源码。 注意: main函数需要返回0 注意: 只使用ANSI C/ANSI C++ 标准,不要调用依赖于编译环境或操作系统的特殊函数。 注意: 所有依赖的函数必须明确地在源文件中 #include , 不能通过工程设置而省略常用头文件。 提交时,注意选择所期望的编译器类型。

题解:

递推式:设dp[ i ][ j ]表示第 i 个骰子 j 面朝上的摆法有几种

表示下面那个骰子i面朝上与上面那个骰子j面朝上的冲突关系(1为不冲突,0为冲突,因为如果冲突,那种情况是不合题意的)

#include

#include

using namespace std;

typedef long long ll;

const int mod=1e9+7;

int d[7]={0,4,5,6,1,2,3};

bool book[7][7];

struct mat{

ll a[7][7];

};

mat operator*(mat x,mat y){

mat ans;

memset(ans.a,0,sizeof(ans.a));

for(int i=1;i<=6;i++){

for(int j=1;j<=6;j++){

for(int k=1;k<=6;k++){

ans.a[i][j]=(ans.a[i][j]+x.a[i][k]*y.a[k][j])%mod;

}

}

}

return ans;

}

mat ksm(mat x,ll n){

mat s;

for(int i=1;i<=6;i++){

for(int j=1;j<=6;j++){

s.a[i][j]=i==j;

}

}

while(n){

if(n&1) s=s*x;

x=x*x;

n>>=1;

}

return s;

}

ll kksm(ll x,ll n){

ll s=1;

while(n){

if(n&1){

x%=mod;

s%=mod;

s*=x;

}

x%=mod;

x*=x;

n>>=1;

}

return s%mod;

}

int main(){

int n,m;

scanf("%d%d",&n,&m);

for(int i=1;i<=m;i++){

int a,b;

scanf("%d%d",&a,&b);

book[a][b]=book[b][a]=true;

}

mat f;

for(int i=1;i<=6;i++){

for(int j=1;j<=6;j++){

if(book[i][d[j]]) f.a[i][j]=0;

else f.a[i][j]=1;

}

}

mat s=ksm(f,n-1);

ll ans=0;

for(int i=1;i<=6;i++){

for(int j=1;j<=6;j++){

ans=(ans+s.a[i][j])%mod;

}

}

ans*=kksm(4,n);

ans%=mod;

printf("%lld\n",ans);

return 0;

}

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