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[UOJ 34]多项式乘法(FFT)

2015-03-12 16:28 459 查看

题目链接

http://uoj.ac/problem/34

思路

裸的FFT模板题。

具体的FFT算法请看我的另一篇闲扯/article/8152222.html

代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <complex>

#define MAXN 2100000

using namespace std;

double PI=3.1415926535897384626;

struct Complex //复数
{
double real,imag; //实部与虚部
Complex(){}
Complex(double _real,double _imag):real(_real),imag(_imag){}
}a[MAXN],b[MAXN];

int bitrev[MAXN]; //设w为N次意义下的单位复根,w[i]=w^i

Complex operator+(Complex a,Complex b)
{
return Complex(a.real+b.real,a.imag+b.imag);
}

Complex operator-(Complex a,Complex b)
{
return Complex(a.real-b.real,a.imag-b.imag);
}

Complex operator*(Complex a,Complex b)
{
return Complex(a.real*b.real-a.imag*b.imag,a.real*b.imag+a.imag*b.real);
}

void FFT(Complex a[],int n,int f) //对长度为n的序列(系数或点值序列)a进行快速傅立叶变换,f为1是求值操作(系数->点值),f为2是插值操作(点值->系数)
{
for(int i=0;i<n;i++) if(i<bitrev[i]) swap(a[i],a[bitrev[i]]);
for(int i=1;i<n;i<<=1) //log(n)次迭代模拟递归
{
Complex wn=Complex(cos(PI/i),f*sin(PI/i)); //w^i=w*wn^i
for(int j=0;j<n;j+=(i<<1))
{
Complex w=Complex(1,0);
for(int k=0;k<i;k++,w=w*wn)
{
Complex x=a[j+k],y=w*a[j+k+i]; //x,y即为f0(x)和f1(x)
a[j+k]=x+y,a[j+k+i]=x-y;
}
}
}
if(f==-1) //如果是插值的话,那么就需要在结果的前面乘上1/n
for(int i=0;i<n;i++)
a[i].real/=n;
}

void mul(Complex a[],int n,Complex b[],int m) //长度为n的多项式a乘上长度为m的多项式b
{
int L=n+m-1; //最终答案的多项式的长度
int N=1,k=0; //N=2^k,上面的w就是N次单位复根
for(;N<L;N<<=1,k++);
for(int i=0;i<N;i++) bitrev[i]=(bitrev[i>>1]>>1)|((i&1)<<(k-1)); //!!!!!!
FFT(a,N,1);
FFT(b,N,1);
for(int i=0;i<N;i++) a[i]=a[i]*b[i]; //!!!!对两个多项式的系数表示法做完FFT后,就得到了它们的点值表示,直接乘上去即可(不是只乘实部!!)
FFT(a,N,-1); //然后再从点值表示转回到系数表示
}

int main()
{
int n,m;
scanf("%d%d",&n,&m); //此时n和m是最高次项的次数
n++,m++; //此时n和m是多项式a和b的系数的个数
for(int i=0;i<n;i++)
scanf("%lf",&a[i].real);
for(int i=0;i<m;i++)
scanf("%lf",&b[i].real);
mul(a,n,b,m);
for(int i=0;i<n+m-1;i++)
printf("%d ",(int)(a[i].real+0.5));
puts("");
return 0;
}


改成我现在一直用的模板再交了一发

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <complex>
#define MAXN 2100000
using namespace std;
double PI=3.1415926535897384626;
struct Complex
{
double real,imag;
Complex(){}
Complex(double _real,double _imag):real(_real),imag(_imag){}
}a[MAXN],b[MAXN];
inline Complex operator+(Complex a,Complex b)
{
return Complex(a.real+b.real,a.imag+b.imag);
}
inline Complex operator-(Complex a,Complex b)
{
return Complex(a.real-b.real,a.imag-b.imag);
}
inline Complex operator*(Complex a,Complex b)
{
return Complex(a.real*b.real-a.imag*b.imag,a.real*b.imag+a.imag*b.real);
}
inline void reverse(Complex a[],int n)
{
for(int i=1,j=n/2,k;i<n-1;i++)
{
if(i<j) swap(a[i],a[j]);
k=n/2;
while(j>=k)
{
j-=k;
k>>=1;
}
if(j<k) j+=k;
}
}
inline void FFT(Complex a[],int n,int flag)
{
reverse(a,n);
for(int i=1;i<n;i<<=1)
{
Complex wn=Complex(cos(PI/i),flag*sin(PI/i));
for(int j=0;j<n;j+=(i<<1))
{
Complex w=Complex(1,0);
for(int k=0;k<i;k++,w=w*wn)
{
Complex x=a[j+k],y=w*a[j+k+i];
a[j+k]=x+y;
a[j+k+i]=x-y;
}
}
}
if(flag==-1)
for(int i=0;i<n;i++)
a[i]=Complex(a[i].real/n,a[i].imag);
}
inline void mul(Complex a[],int n,Complex b[],int m)
{
int L=n+m-1;
int N=1,k=0;
for(;N<L;N<<=1,k++);
FFT(a,N,1);
FFT(b,N,1);
for(int i=0;i<N;i++) a[i]=a[i]*b[i];
FFT(a,N,-1);
}
int main()
{
int n,m;
scanf("%d%d",&n,&m);
n++,m++;
for(int i=0;i<n;i++)
scanf("%lf",&a[i].real);
for(int i=0;i<m;i++)
scanf("%lf",&b[i].real);
mul(a,n,b,m);
for(int i=0;i<n+m-1;i++)
printf("%d ",(int)(a[i].real+0.5));
puts("");
return 0;
}
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