逆元(inv)/分数取模

逆元的定义

  • 当求解公式:(a/b)%m 时,因b可能会过大,会出现爆精度的情况,所以需变除法为乘法:

    设c是b的逆元,则有b*c≡1(mod m);

    则(a/b)%m = (a/b)* 1%m = (a/b)* b* c%m = a*c(mod m);

    即a/b的模等于a*b的逆元的模;

逆元求法

费马小定理

在是素数的情况下,对任意整数都有。
如果无法被整除,则有。
可以在为素数的情况下求出一个数的逆元,,即为逆元。

  • 数据范围1<=x<=10^9,p=1000000007,p是素数;

    所以x肯定就无法被p整除啊,所以最后就得出x^(p-2)为x的逆元。复杂度O(logn);

const int mod = 1000000007;  
//快速幂模版
long long quickpow(long long a, long long b) {  
    if (b < 0) return 0;  
    long long ret = 1;  
    a %= mod;  
    while(b) {  
        if (b & 1) ret = (ret * a) % mod;  
        b >>= 1;  
        a = (a * a) % mod;  
    }  
    return ret;  
}  
long long inv(long long a) {  
    return quickpow(a, mod - 2);  
}  
//如果 a为n^m过大超long long,先对其快速幂quickmod(n,m);再inv
扩展欧几里得算法
  • 例如:4关于1模7的乘法逆元为多少?
    4X≡1 mod 7
    这个方程等价于求一个X和K,满足
    4X=7K+1
    其中X和K都是整数。
    求x,k就是扩展欧几里得算法
    可扩展欧几里得求逆元ax≡1(mod n)其中a,n互质;
    复杂度:O(logn);
ll extend_gcd(ll a, ll b, ll &x, ll &y) {  
    if (b == 0) {  
        x = 1, y = 0;  
        return a;  
    }  
    else {  
        ll r = extend_gcd(b, a % b, y, x);  
        y -= x * (a / b);  
        return r;  
    }  
}  
ll inv(ll a, ll n) {  
    ll x, y;  
    extend_gcd(a, n, x, y);  
    x = (x % n + n) % n;  
    return x;  
}  

逆元线性筛 ( P为质数 )
  • 求1,2,…,N关于P的逆元(P为质数)
    复杂度:O(N)
const int mod = 1000000007;  
const int maxn = 10005;  
int inv[maxn];  
inv[1] = 1;  
for(int i = 2; i < 10000; i++)  
    inv[i] = inv[mod % i] * (mod - mod / i) % mod;  

求阶乘的逆元(阶乘数组:fac[ ])
inv[maxn]=mod_pow(fac[maxn],mod-2);  
for(ll i=maxn-1;i>=0;i--)  
    inv[i]=(inv[i+1]*(i+1))%mod;  

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