华硕编程竞赛11月JAVA专场 A题自由弹簧 题解

2023-08-01 13:35:45 浏览数 (1)

作者主页:Designer 小郑 作者简介:软件工程师一枚,来自浙江宁波,负责开发管理公司OA项目,专注软件前后端开发(Vue、SpringBoot和微信小程序)、系统定制、远程技术指导。CSDN学院、蓝桥云课认证讲师,全栈领域优质创作者,在校期间参加PAT乙级考试获得满分,三年ACM竞赛经验,斩获国奖两项,省奖五项。热爱技术、专注业务、开放合作、乐于分享,期待你我共同成长! 主打方向:Vue、SpringBoot、微信小程序

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题面:

小王一直都想在太空遨游,但是现在的他并没有这个超能力,所以他买了个 “自由弹簧” 打算过过瘾。

这个 ”自由弹簧“ 在初次使用时,会将小王弹射到 N( 2 <= N <= 200000) 米的高度,当弹簧落地时,会触发 ”自由弹簧“ 的超能力,会自动将小王弹射到 N * N 米的高度!

”自由弹簧“ 的生产者设置了一道保护机制,当弹射高度 N 超过 100000007 米时,会自动将高度降低 N % 100000007 米的位置,以此保证小王的安全。

但 ”自由弹簧“ 也有使用寿命,当落地 M ( 2 <= M <= 200000)次(不含初次使用时的落地情况)之后,将不会再进行弹射,最终会将小王安全送回地面,并且自动消失。

小王想知道,当 ”自由弹簧“ 最后一次弹射时,会弹射到多高的高度 X ?(米,如 X 超过100000007 ,则求自动降低后的高度)

本次挑战需要你至少了解一些 Java 中整数的基本运算和幂运算,了解快速幂的计算流程。

知识点

  • 整数的基本运算
  • 整数幂运算
  • 快速幂取模

初始代码

代码语言:javascript复制
public class AMain {

    private static final long MOD = 100000007;

    // 请勿修改 doWork() 的方法名和参数类型
    public static long doWork(long n,long m) {
        long ans = 
        //代码编辑区 开始

        //代码编辑区 结束
        return ans;
    }

    public static void main(String[] args) {
        //测试用例
        System.out.printf((Objects.equals(2048L,doWork(2, 10)) ? "【√正确】" : "【X错误】")   "初始速度%d,寿命%d次,最后弹射高度%dn",2,10,doWork(2, 10));
        System.out.printf((Objects.equals(729L,doWork(3, 5)) ? "【√正确】" : "【X错误】")   "初始速度%d,寿命%d次,最后弹射高度%dn",3,5,doWork(3, 5));
        System.out.printf((Objects.equals(29516713L,doWork(9, 11)) ? "【√正确】" : "【X错误】")   "初始速度%d,寿命%d次,最后弹射高度%dn",3,5,doWork(9, 11));
        System.out.printf((Objects.equals(99898098L,doWork(99999, 88888)) ? "【√正确】" : "【X错误】")   "初始速度%d,寿命%d次,最后弹射高度%dn",99999,88888,doWork(99999, 88888));
    }
}

样例说明

输入首次弹射高度 N 和弹射次数 M,输出最后一次弹射的高度。

如首次弹射高度 N = 2,弹射次数为 10,最后一次弹射的高度为 2048 米,则输出 2048。

如首次弹射高度 N = 3,弹射次数为 5,最后一次弹射的高度为 729 米,则输出 729。

如首次弹射高度 N = 9,弹射次数为 11,最后一次弹射的高度为 29516713 米,则输出 29516713 。

题解

签到题,考察快速幂取模,对于初次使用高度 N 和使用寿命次数 M,最后一次弹射高度等于 N 的 (M 1) 次幂对 100000007 取模

参考代码如下:

代码语言:javascript复制
import java.util.Objects;

public class AAns {

    private static final long MOD = 100000007;

    public static long doWork(long n,long m) {
        long ans = 1;
        //代码编辑区 开始
        m   ;
        long number = n % MOD;
        while(m > 0) {
            if((m & 1) > 0) {
                ans = (ans * number) % MOD;
            }
            number = (number * number) % MOD;
            m /= 2;
        }
        //代码编辑区 结束
        return ans;
    }

    public static void main(String[] args) {
        //测试用例
        System.out.printf((Objects.equals(2048L,doWork(2, 10)) ? "【√正确】" : "【X错误】")   "初始速度%d,寿命%d次,最后弹射高度%dn",2,10,doWork(2, 10));
        System.out.printf((Objects.equals(729L,doWork(3, 5)) ? "【√正确】" : "【X错误】")   "初始速度%d,寿命%d次,最后弹射高度%dn",3,5,doWork(3, 5));
        System.out.printf((Objects.equals(29516713L,doWork(9, 11)) ? "【√正确】" : "【X错误】")   "初始速度%d,寿命%d次,最后弹射高度%dn",3,5,doWork(9, 11));
        System.out.printf((Objects.equals(99898098L,doWork(99999, 88888)) ? "【√正确】" : "【X错误】")   "初始速度%d,寿命%d次,最后弹射高度%dn",99999,88888,doWork(99999, 88888));
    }
}

总结

要 AC 本题,必须学会快速幂取模的算法。

使用快速幂取模可以将原有的 O(N)的时间复杂度降为 O(log (2,N)),从而通过本题。

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