引入
BSGS算法,原名Baby Steps Giant Steps,又名大小步算法,拔山盖世算法,北上广深算法——by SLYZoier,数论基本算法之一。
问题
给定a,b,p,求最小的非负整数x,满足
题解
这就是经典的BSGS算法,方法如下:
令x=im−j,m=⌈p√⌉,则aim−j≡b(modp)
移项,得(am)i≡baj(modp)
首先,从0−m枚举j,将得到的
然后,从1−m枚举i,计算
讨论
1、讨论无解的情况?
方程有解的充要条件是p为质数且
可以发现这是费马小定理的条件,会在问题2中讨论。
2、为什么m取
我们先考虑枚举的思路:如果要是枚举x的值的话应该何时停止?
首先证明:
ak−m(p−1)≡ak(modp)
akam(p−1)≡ak(modp)
即使(ap−1)m≡1(modp)
由费马小定理知当p为质数且
推出p为质数且
即我们得到:枚举x的话枚举到
所以使im−j<=p,即m=⌈p√⌉,i,j最大值也为m。
3、为什么第一个枚举到的im−j是最小值?
首先要明确的一点是,枚举j时算出来的值有可能重复,那么我们在hash表里就要用新的值覆盖原来的值。正确性显而易见,要保证
为什么枚举到最小的
4、为什么从