【矩阵快速幂】 POJ3070 Fibonacci 菲波那契数列

菲波那契数列是指这样的数列: 数列的第一个是0和第二个数是1,接下来每个数都等于前面2个数之和。 给出一个正整数a,要求菲波那契数列中第a个数的后四位是多少。
公式:
在这里插入图片描述

Input

多组数据 -1结束 范围1~10^9

Output

第x项的后4位
Sample Input
0
9
999999999
1000000000
-1

Sample Output

0
34
626
6875

思路

矩阵快速幂,因为只有二阶可以直接写出公式。注意每一步计算都取模防止数据移除即可。

代码

import java.util.Scanner;

public class POJ3070 {
    private static class Matrix2{
        long[][] v;
        Matrix2(long a11, long a12, long a21, long a22){
            v = new long[][]{{a11, a12}, {a21, a22}};
        }
        // 定义矩阵乘法,因为这里只有二阶,直接写出公式即可
        public Matrix2 multiply(Matrix2 o, int mod){
            // 每一步计算都要mod,防止溢出
            return new Matrix2(
                    (v[0][0] * o.v[0][0]) % mod + (v[0][1] * o.v[1][0]) % mod,
                    (v[0][0] * o.v[0][1]) % mod + (v[0][1] * o.v[1][1]) % mod,
                    (v[1][0] * o.v[0][0]) % mod + (v[1][1] * o.v[1][0]) % mod,
                    (v[1][0] * o.v[0][1]) % mod + (v[1][1] * o.v[1][1]) % mod
                    );
        }
    }
    public static void main(String[] args){
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        int MOD = 10000;
        while (true){
            int N = Integer.parseInt(in.nextLine());
            if(N == -1) break;
            Matrix2 R = new Matrix2(1, 0, 0, 1);
            Matrix2 A = new Matrix2(1, 1, 1, 0);
            // 快速幂模板
            while (N > 0){
                if(N % 2 == 1){
                    R = R.multiply(A, MOD);
                }
                A = A.multiply(A, MOD);
                N /= 2;
            }
            System.out.println(R.v[0][1]);
        }
    }
}

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