OJ-Problems-Source/HDOJ/3802_autoAC.cpp
2016-09-04 14:17:41 +08:00

129 lines
2.5 KiB
C++

#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <cmath>
#include <algorithm>
#include <cstring>
using namespace std;
typedef __int64 LL;
LL mod;
struct Matrix
{
LL m[3][3];
}E,D;
LL a,b,n;
void init()
{
for(int i=1;i<=2;i++)
for(int j=1;j<=2;j++)
E.m[i][j]=(i==j);
D.m[1][1]=1;
D.m[1][2]=1;
D.m[2][1]=1;
D.m[2][2]=0;
}
Matrix Multi(Matrix A,Matrix B)
{
Matrix ans;
for(int i=1;i<=2;i++)
for(int j=1;j<=2;j++)
{
ans.m[i][j]=0;
for(int k=1;k<=2;k++)
ans.m[i][j]=(ans.m[i][j]+A.m[i][k]*B.m[k][j])%mod;
}
return ans;
}
Matrix Pow(Matrix A,LL k)
{
Matrix ans=E;
while(k)
{
if(k&1)
{
k--;
ans=Multi(ans,A);
}
else
{
k/=2;
A=Multi(A,A);
}
}
return ans;
}
LL Fib(LL n)
{
if(n==0)
return 1;
Matrix ans=Pow(D,n);
return ans.m[1][1]%mod;
}
void Print(Matrix A)
{
for(int i=1;i<=2;i++)
{
for(int j=1;j<=2;j++)
cout<<A.m[i][j]<<" ";
cout<<endl;
}
}
LL get(Matrix A,Matrix B,LL fib)
{
Matrix ans=Pow(A,fib-1);
ans=Multi(ans,B);
return ans.m[1][1];
}
LL Pow(LL a,LL b)
{
LL ans=1;
while(b)
{
if(b&1)
{
b--;
ans=(ans*a)%mod;
}
else
{
b/=2;
a=(a*a)%mod;
}
}
return ans;
}
int main()
{
init();
int t;
cin>>t;
init();
while(t--)
{
cin>>a>>b>>n>>mod;
LL aa=(1+Pow(a,(mod-1)/2))%mod;
LL bb=(1+Pow(b,(mod-1)/2))%mod;
if(aa==0||bb==0)
{
cout<<0<<endl;
continue;
}
Matrix T,cnt;
T.m[1][1]=2*(a+b)%mod;
T.m[1][2]=-(a-b)*(a-b)%mod;
T.m[2][1]=1;
T.m[2][2]=0;
cnt.m[1][1]=2*(a+b)%mod;
cnt.m[2][1]=2;
LL tmp;
mod--;
tmp=Fib(n);
mod++;
LL ans=get(T,cnt,tmp);
ans=4*ans%mod;
if(ans<0)
ans+=mod;
cout<<ans<<endl;
}
return 0;
}