HDU 2157 How many ways??

Problem Description：

春天到了, HDU校园里开满了花, 姹紫嫣红, 非常美丽. 葱头是个爱花的人, 看着校花校草竞相开放, 漫步校园, 心情也变得舒畅. 为了多看看这迷人的校园, 葱头决定, 每次上课都走不同的路线去教室, 但是由于时间问题, 每次只能经过k个地方, 比方说, 这次葱头决定经过2个地方, 那他可以先去问鼎广场看看喷泉, 再去教室, 也可以先到体育场跑几圈, 再到教室. 他非常想知道, 从A 点恰好经过k个点到达B点的方案数, 当然这个数有可能非常大, 所以你只要输出它模上1000的余数就可以了. 你能帮帮他么?? 你可决定了葱头一天能看多少校花哦

 

Input：

输入数据有多组, 每组的第一行是2个整数 n, m(0 < n <= 20, m <= 100) 表示校园内共有n个点, 为了方便起见, 点从0到n-1编号,接着有m行, 每行有两个整数 s, t (0<=s,t<n) 表示从s点能到t点, 注意图是有向的.接着的一行是两个整数T,表示有T组询问(1<=T<=100),
接下来的T行, 每行有三个整数 A, B, k, 表示问你从A 点到 B点恰好经过k个点的方案数 (k < 20), 可以走重复边。如果不存在这样的走法, 则输出0
当n, m都为0的时候输入结束

 

Output：

计算每次询问的方案数, 由于走法很多, 输出其对1000取模的结果

 

Sample Input：

4 4

0 1

0 2

1 3

2 3

2

0 3 2

0 3 3

3 6

0 1

1 0

0 2

2 0

1 2

2 1

2

1 2 1

0 1 3

0 0

 

Sample Output：

2

0

1

3

题意：有n个点，这些点之间存在m条路径，问从a点到b点经过k个点（这k个点包括b点，不包括a点）的所有方案数对1000取余。

分析：如果有一个n个点构成的有向图（即矩阵mmap），那么从a点到b点经过k个点的方案数就是mmap的k次方之后的mmap.m[a][b]（模板定义），那么这道题就可以先构建初始矩阵mmap，然后对于每个（a，b，k）的查询，都可以计算出mmap^k，利用矩阵快速幂即可。

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<queue>
#include<math.h>
#include<stdlib.h>
#include<algorithm>
using namespace std;

const int N=1e6+10;
const int INF=0x3f3f3f3f;
const int MOD=1e3;

typedef long long LL;

struct node
{
    LL m[22][22];
}ans, tmp, cnt, mmap;
int n;

node Multiply(node a, node b) ///计算两个矩阵相乘之后的矩阵
{
    int i, j, k;

    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        for (j = 0; j < n; j++)
        {
            cnt.m[i][j] = 0;
            for (k = 0; k < n; k++)
                cnt.m[i][j] = (cnt.m[i][j]+a.m[i][k]*b.m[k][j])%MOD;
        }
    }

    return cnt;
}

int Matrix_power(int a, int b, int k)
{
    int i, j;

    memset(ans.m, 0, sizeof(ans.m));
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        for (j = 0; j < n; j++)
            tmp.m[i][j] = mmap.m[i][j];
        ans.m[i][i] = 1;
    }

    while (k) ///和快速幂求法一致
    {
        if (k % 2 != 0)
            ans = Multiply(ans, tmp);

        tmp = Multiply(tmp, tmp);

        k /= 2;
    }

    return ans.m[a][b];
}

int main ()
{
    int m, a, b, k, T, answer;

    while (scanf("%d%d", &n, &m), n+m)
    {
        memset(mmap.m, 0, sizeof(mmap));

        while (m--)
        {
            scanf("%d%d", &a, &b);
            mmap.m[a][b] = 1; ///有重边的时候只能算作一条边（题目描述不清。。。）
        }

        scanf("%d", &T);

        while (T--)
        {
            scanf("%d%d%d", &a, &b, &k);
            answer = Matrix_power(a, b, k);
            printf("%d\n", answer);
        }
    }

    return 0;
}