请根据以上要求,给出完整且具有普遍适用性的C语言代码
时间: 2024-10-05 22:01:51 浏览: 25
为了提供一个通用的 C 语言代码片段来计算矩阵的 k 次方,我们可以使用动态内存分配和快速幂算法。下面是一个简单的示例,假设 `mod` 是 10^9 + 7:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define N 100 // 假设矩阵的最大维度
#define MOD 1000000007
typedef struct {
int data[N][N]; // 存储矩阵元素
} Matrix;
// 矩阵乘法函数 (仅适用于小尺寸矩阵)
Matrix matrix_multiply(Matrix a, Matrix b) {
Matrix result;
for (int i = 0; i < N; ++i) {
for (int j = 0; j < N; ++j) {
result.data[i][j] = 0;
for (int k = 0; k < N; ++k) {
result.data[i][j] += a.data[i][k] * b.data[k][j];
result.data[i][j] %= MOD;
}
}
}
return result;
}
// 快速幂函数
Matrix matrix_power(Matrix a, int k) {
if (k == 0) { // 如果 k 为 0,则返回单位矩阵
Matrix identity;
for (int i = 0; i < N; ++i) {
for (int j = 0; j < N; ++j) {
identity.data[i][j] = i == j ? 1 : 0;
}
}
return identity;
}
Matrix half_kpow = matrix_power(a, k / 2);
Matrix res = matrix_multiply(half_kpow, half_kpow); // 半次幂的结果平方
if (k % 2 != 0) { // 如果 k 为奇数,则加上一次原矩阵
res = matrix_multiply(res, a);
}
return res;
}
int main() {
int n, k;
scanf("%d %d", &n, &k);
Matrix A;
for (int i = 0; i < n; ++i) {
for (int j = 0; j < n; ++j) {
scanf("%d", &A.data[i][j]);
}
}
Matrix Ak = matrix_power(A, k);
// 输出结果矩阵
for (int i = 0; i < n; ++i) {
for (int j = 0; j < n; ++j) {
printf("%d ", Ak.data[i][j]);
}
printf("\n");
}
return 0;
}
```
请注意,这个代码示例假设了矩阵的尺寸不大,如果要处理非常大的矩阵,你需要考虑其他更高效的算法或数据结构,比如稀疏矩阵存储。同时,由于题目要求对每个元素取模,所以这里使用了一个 `MOD` 常量,可以根据实际情况调整。
阅读全文