佳佳的 Fibonacci

// 佳佳的 Fibonacci.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
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/*
* http://ybt.ssoier.cn:8088/problem_show.php?pid=1644
*
* https://loj.ac/p/10222

佳佳对数学，尤其对数列十分感兴趣。在研究完 Fibonacci 数列后，他创造出许多稀奇古怪的数列。例如用 S(n) 表示 Fibonacci 前 n 项和 modm 的值，
即 S(n)=(F1+F2+...+Fn)modm，其中 F1=F2=1,Fi=Fi−1+Fi−2 。可这对佳佳来说还是小菜一碟。

终于，她找到了一个自己解决不了的问题。用 T(n)=(F1+2F2+3F3+...+nFn)modm 表示 Fibonacci 数列前 n 项变形后的和 modm 的值。

现在佳佳告诉你了一个 n 和 m，请求出 T(n) 的值。

【输入】
输入数据包括一行，两个用空格隔开的整数 n,m。

【输出】
仅一行，T(n) 的值。

【输入样例】
5 5
【输出样例】
1
【提示】
样例解释

T(5)=(1+2×1+3×2+4×3+5×5)mod5=1
数据范围与提示：

对于 30% 的数据，1≤n≤1000；

对于 60% 的数据，1≤m≤1000；

对于 100% 的数据，1≤n,m≤231−1。
*/

#include <iostream>
#include <cstring>

using namespace std;

const int N = 4;
int n, m;
 

void mul(int res[][N], int a[][N], int b[][N]) {
	static int temp[N][N]; memset(temp, 0, sizeof temp);
	for (int i = 0; i < N; i++) {
		for (int j = 0; j < N; j++) {
			for (int k = 0; k < N; k++) {
				temp[i][j] = temp[i][j] + 1LL*a[i][k] * b[k][j] % m;
				temp[i][j] %= m;
			}
		}
	}

	memcpy(res, temp, sizeof temp);
}


int main()
{
	int f[N][N] = { 1,1,1,0 };
	int a[N][N] = {
		{0,1,0,0},
		{1,1,1,0},
		{0,0,1,1},
		{0,0,0,1}
	};

	cin >> n >> m;
	int cpn = n;
	n--;

	while (n) {
		if (n & 1) mul(f, f, a);
		mul(a, a, a);
		n >>= 1;
	}

	cout << (1ll* cpn * f[0][2]%m - f[0][3]+m)%m << endl;

	return 0;
}