【高精/快速幂】麦森数

本文探讨了麦森数的定义及其与素数的关系,介绍了如何使用快速幂算法高效计算形如2^P-1的麦森数的位数和最后500位数字,展示了具体的C++实现代码。

##题目
形如2^P-1的素数称为麦森数,这时P一定也是个素数。但反过来不一定,即如果P是个素数,2^P-1不一定也是素数。到1998年底,人们已找到了37个麦森数。最大的一个是P=3021377,它有909526位。麦森数有许多重要应用,它与完全数密切相关。
  任务:从文件中输入P(1000<P<3100000),计算2^P-1的位数和最后500位数字(用十进制高精度数表示)
输入
一个整数P(1000
输出
第一行:十进制高精度数2^P-1的位数。
第2-11行:十进制高精度数2^P-1的最后500位数字。(每行输出50位,共输出10行,不足500位时高位补0)
不必验证2^P-1与P是否为素数。
##思路
快速幂,否则超时,高精数组保留最后500位就够了。
附:
·位数公式为:p*log10(2)
·快速幂公式为:if(p%2==0) ans=mm(p/2)*mm(p/2);
else ans=mm(p/2)*mm(p/2)*x;

##代码

#include<cstdio>
#include<cmath>
int t[501]={0},a[501]={0,1};
void mm(int p){ //快速幂
	if(p==0) return;
	mm(p/2);
	int l;
	if(p%2==0) l=1;
	else l=2;  //是否需再乘2
	for(int i=1;i<=500;i++) //高精乘
	  for(int j=1;j<=500;j++)
	    if(i+j-1<=500)  //以防爆,后面的不用处理
	     t[i+j-1]+=a[i]*a[j]*l; //答案借存t里
	l=0;
	for(int i=1;i<=500;i++){ //把t里的直接进位给a
		t[i]+=l;
		t[i+1]+=t[i]/10;
		a[i]=t[i]%10;
	}
	for(int i=0;i<=500;i++)
	  t[i]=0;
}
int main(){
	int p;                         
	scanf("%d",&p);
	printf("%d\n",(int)(p*(log10(2))+1));
	mm(p);//快速幂
	a[1]--;//最后减一
	for(int i=500;i>0;i--) printf("%d",a[i]);//输出
}
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