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戰場的數目——湖南省第六屆大學生計算機程式設計競賽

戰場由若干單位正方形積木組成。積木佔據了連續的若干列,且圖形周長等於它最小包圍矩形的周長。假設戰場的圖形周長為p,一共有多少種可能的戰場?

戰場不能恰好為一個矩形。

例如,p<8時沒有符合要求的戰場,p=8時有2種戰場:

p=10有9種戰場:

要求輸出方案總數模987654321的值。

Input輸入檔案最多包含25組測試資料,每個資料僅包含一行,有一個整數p(1<=p<=109),表示戰場的圖形周長。p=0表示輸入結束,你的程式不應當處理這一行。Output對於每組資料,輸出僅一行,即滿足條件的戰場總數除以987654321的餘數。Sample Input
7
8
9
10
0
Sample Output
0
2
0
9

Hint

思路:

根據題目意思可以得知這是一道找規律求遞推公式的題目,所以,需要從前往後推,憑空想象只能是浪費時間。

分析:

n=4      戰場數目為1(圖形即一個單位正方形)

n=6     戰場數目為2(圖形為兩個單位正方形橫著排列與豎著排列兩種)

n=8     戰場數目為5

奇數無解

以上數目都是包括組成圖形為矩形的,最後要減去這些數目。

從以上題目給出的圖和已經得出的結論嘗試推導遞推公式,周長為n的一個圖形如果左邊有一個單個的正方形,減去他就是周長n-2的一個圖形,同理右邊與最上方

也是這個道理,而左右各減去一個正方形即為周長n-4的圖形  這裡發現n-4的圖形包括在n-2中重複了,故遞推公式為  f(n)=3*f(n-2)-f(n-4);

現在的問題是如何求得f(n).

這裡用到了斐波拉契數列進行輔助。

在Fibonacci整數序列中,對於n≥20 = 0,1 = 1,n = n -1 + n -2。例如,斐波那契序列的前十項是:

0,1,1,2,3,5,8,13,21,34,...

斐波納契序列的另一個公式是

求斐波拉契數列的f(n)我們用到了矩陣快速冪,而這道題同樣的也可以運用 矩陣快速冪進行求解,所以可以得知公式f的第一項為n=4, 後面的隨即求出。然後如何把這個

遞推公式與斐波拉契數列的遞推公式聯絡起來,思考與觀察後可以猜測f(n)(n>=4)=F(n-4+1),所以可以先令m=n-4,求得pow(m),然後返回F(m+1)即為所求的的值KK1(

沒有減去組成恰好為一個矩形的個數),所以還要求出一個公式為n/2-1,代表的是邊長為n的矩形由1*1的正方形組成總共有多少種組成方法,所以最後所求的答案為

KK1-n/2+1.

PS:第一道矩陣非常規題,自己還差的太遠,想了五個小時,一開始思路就錯了,難點在於斐波拉契數列 的聯絡。吸取教訓,繼續。
#include<stdio.h>
#include<cstring>
#include<iostream>
using namespace std;
#define ll long long
#define mod 987654321
struct ju
{
    ll m[2][2];
}ans,base;
ju multi(ju a,ju b)
{
    ll temp[2][2];
    for(int i=0;i<2;i++)
    {
        for(int j=0;j<2;j++)
        {
            temp[i][j]=a.m[i][j];
        }

    }
    for(int i=0;i<2;i++)
    {
        for(int j=0;j<2;j++)
        {
            a.m[i][j]=0;
            for(int w=0;w<2;w++)
                a.m[i][j]+=(temp[i][w]*b.m[j][w])%mod;
        }
    }
    return a;
}
int pow(int n)
{
    base.m[0][0] = base.m[0][1] = base.m[1][0] = 1;
    base.m[1][1] = 0;
    ans.m[0][0] = ans.m[1][1] = 1;  // ans 初始化為單位矩陣
    ans.m[0][1] = ans.m[1][0] = 0;
    //n-=4;
    while(n)
    {
        if(n&1)
        {
            ans=multi(base,ans);
        }
        base=multi(base,base);
        n>>=1;
    }
    return ans.m[0][0];
}
int main()
{
    int n;
    while(scanf("%d",&n)&&n!=0)
    {
        if(n<8||n&1) printf("0\n");
        else
        {
            ll kk1=(pow(n-4)-n/2+1)%mod;
            if(kk1<0) kk1+=mod;
            printf("%lld\n",kk1%mod);
        }
    }
    return 0;
}


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