洛谷P1045 [NOIP2003 普及组] 麦森数

本文探讨了一种通过数组压缩和并行计算来优化大数据处理的方法。通过将大数值存储为多位数组元素,减少了存储空间并提高了处理速度。利用阶乘运算举例,展示了如何对大规模数据进行快速计算,同时给出了代码实现。这种方法对于处理海量数据的场景具有重要意义。

在这里插入图片描述
纯模拟加高精会T 4个点
正常高精度存的数是一位一位的存储
“100035”
[1][0][0][0][3][5]
由于数据太大处理的时间会变长,并且每个数组元素的大小有浪费,所以我们可以在一个数组元素中存储多个数字
[100][035]
这样既节省了时间又压缩了空间

#include<iostream>
#include<cstring>
#include<cmath>
using namespace std;
long long a[10000] = {1,1};//初始化不要忘
int n;
void print(long long a[]){//打印函数
	a[1] = a[1] - 1;
	int i;
	int ans = 0;
	for(i = 500; i >= 1; --i){
		if(i <= a[0])cout << a[i];
		else{
			cout << 0;
		}
		ans++;
		if(ans % 50 == 0)cout << endl;
	}
	return ;
}
void jiecheng(long long a[],long long x){//阶乘函数(直接拿之前阶乘的板子改的
	int i;
	for(i = 1;i <= 500; ++i){
	a[i] = a[i] * x;
	}
	for(i = 1; i <= 500; ++i){
		a[i+1] += a[i] / 10;
		a[i] = a[i] % 10;
	}
}
int main(){
		cin >> n;
		int i;
		a[0] = 1;
		a[1] = 1;
		int n1 = n / 50;
		int n2 = n % 50;
		long long up = pow(2,50);//将数据压缩
		long long up1 = pow(2,n2);
		for(i = 1; i <= n1; ++i)jiecheng(a,up);
		jiecheng(a,up1);
		cout << (int)(log10(2)*n+1) << endl;
		a[0] = (int)(log10(2)*n+1);
		print(a);
		return 0;
}
### NOIP 2003 普及组 P1045 麦森 编程解法 #### 背景介绍 麦森是指形如 \( M_p = 2^p - 1 \) 的,其中 \( p \) 是素。当 \( M_p \) 自身也是素时,则称为梅森素。本题的核心在于高效计算大整幂次运算的结果并提取特定部分。 题目要求输出满足条件的大整的位以及最后500位字。由于涉及高精度计算,标准据类型的存储能力不足以完成此任务,因此需要借助字符串或其他方式模拟大整运算。 --- #### 解决方案概述 为了实现这一目标,可以采用如下方法: 1. **快速幂算法** 使用快速幂算法来加速指运算过程。通过分治策略减少乘法次,从而降低时间复杂度至 \( O(\log n) \)[^1]。 2. **高精度加减乘除支持** Python 中可以直接利用内置 `int` 类型处理任意长度整;而在 C++ 或其他语言中则需自行编写高精度模块或者调用第三方库。 3. **优化输出格式** 对于最终结果,先统计其总位(可通过取对实现),再截取出末尾指定量的字符作为答案的一部分。 以下是基于上述思路的具体代码实现示例: ```python def fast_power(base, exp, mod=None): result = 1 while exp > 0: if exp % 2 == 1: result *= base if mod is not None: result %= mod base *= base if mod is not None: base %= mod exp //= 2 return result def solve_mersenne(p): # 计算M_p=2^p-1 mersenne_number_str = str(fast_power(2, p) - 1) # 获取位 digit_count = len(mersenne_number_str) # 提取最后500位 last_500_digits = mersenne_number_str[-500:].rjust(500, '0') return digit_count, last_500_digits # 输入样例测试 if __name__ == "__main__": p = int(input()) # 用户输入质P digits, tail = solve_mersenne(p) print(digits) print(tail[:50]) # 输出前50个字符供验证 ``` 以上程序片段展示了如何运用Python自带功能轻松应对此类挑战。注意实际竞赛环境中可能不允许使用某些高级特性,所以还需熟悉底层机制以便必要时刻手动构建相应工具函。 --- #### 性能考量 尽管现代计算机能够迅速执行这些操作,但在极端情况下仍可能存在性能瓶颈。为此可考虑进一步改进措施比如引入多线程技术分割工作负载或是探索更高效的值表示形式等等。 ---
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