快速幂取模
来源:互联网 发布:软件著作权官方费用 编辑:程序博客网 时间:2024/06/10 00:14
快速幂取模在实际编程中会经常用到,该方法的思想来自于变治算法。在Miller Rabbin测试素数的问题中,就需要用到快速幂取模方法,即a^b%n。
Miller Rabbin测试素数问题,即需要测试一个数p是否为素数时,我们可以采用: a^(p-1) mod p==1
其中a为已知的素数,当上式为true时,则p有75%的概率能确定为素数。通过利用多个不同的素数来验证上式,能增大p为素数的概率。
快速幂取模问题:
首先讨论一个基础问题,即(a*a*a)%n=( (a%n)*a) %n)*a %n
当a和b很大的时候,采用上述等式并不能很有效的降低计算复杂度。此外,在计算机内部实现中,采用二进制移位的方法能够更高效的替代普通乘法,如减治算法下的俄式乘法问题。
对于一个很大的b,我们考虑用二进制的方法来表示。
b= p(i)*2^i +p(i-1)*2^(i-1) + ........... +p(1)*2 + p(0)
因此,a^b=a^( p(i)*2^i +p(i-1)*2^(i-1) + ........... +p(1)*2 + p(0) ) =a ^( p(i)*2^i ) * a^( p(i-1)*2^(i-1) )* .... *a^p(0).
其中,当p(i)==1时, 对于 a^(2^i)=a^((2^(i-1))*2)=(a^(2^(i-1)))^2=a^(2^(i-1)) * a^(2^(i-1))
int modexp(int a,int b,int n) { int ret=a;int temp=1;while(b) {if (b&1) temp=temp*ret%n; ret=ret*ret%n;b>>=1; }return temp;}
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