51Nod 1013 3的幂的和

原题链接:https://www.51nod.com/onlineJudge/questionCode.html#!problemId=1013

 

首先得考虑到时间复杂度问题,由于题目中(0 <= N <= 10^9),用 for来累加求和是不现实的。

通过观察我们可以发现,在 3^0 + 3^1 +...+ 3^(N) mod 1000000007 中 存在等比数列,通过化简可以得到

                                                  \LARGE \frac{3^{n + 1} - 1}{2} mod 1000000007

这样就比较容易求解了,首先通过快速取幂求得 \LARGE 3^{n + 1},然后我们把令  a = 3^{n+1} - 1, b = 2

再由推论:(a/b) mod m = (a/b)*1 mod m = (a/b)*b*c mod m=a* c(mod m); 即a/b的模等于a*b的逆元的模,求解。

 

代码如下:

#include <bits/stdc++.h>
typedef long long ll;
const ll mod = 1000000007;
using namespace std;

ll exgcd(ll a, ll b, ll &x, ll &y) {
	if (b == 0) // 推理, 终止条件1
	{
		x = 1;
		y = 0;
		return a;
	} 

	ll r = exgcd(b, a%b, x, y);
	ll	t = y;
	y = x - (a/b) * y;
	x = t;
	
	return r;  //最大公约数 
}
ll inv (ll a, ll mod) {
	ll x, y;
	exgcd(a, mod, x, y);
	return (x + mod) % mod;
}
ll quick(ll a, ll b, ll c)
{
	long ans = 1;      // 记录结果
	a = a % c;        // 预处理,使得a处于c的数据范围之下
	while (b != 0)
	{
		if (b & 1) ans = (ans * a) % c;         // 如果b的二进制位不是0,那么我们的结果是要参与运算的
		b >>= 1;      // 二进制的移位操作,相当于每次除以2,用二进制看,就是我们不断遍历b的二进制位
		a = (a * a) % c;                      // 不断的加倍 
	} 
	
	return ans;
}
int main(void)
{
    ll n;
    cin >> n;
	
	int sum = ((quick(3, n+1, mod) - 1) * inv(2, mod))% mod;
	cout << sum << endl;
        
    return 0;
 }

 

posted @ 2018-07-24 20:15  laugh12321  阅读(18)  评论(0编辑  收藏  举报