快速幂与矩阵快速幂

本文介绍了快速幂算法的原理和实现,包括如何利用二进制分解优化计算过程,并展示了Java中的快速幂函数。接着讲解了矩阵乘法的基础知识,矩阵加减法和矩阵相乘的条件。重点探讨了矩阵快速幂,说明了如何将矩阵乘法应用于快速幂算法中,以高效解决大数斐波那契数列等递推问题。同时,提到了模幂运算在快速幂中的应用。

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计算除以m的余数,叫做对m取模

将a,b对m取模的结果相同,记为a≡b(mod m),即a mod m == b mod m

如果a≡b(mod m),且c≡d(mod m):

a+b ≡ c+d (mod m)

a*b ≡ c*d (mod m)

取模的性质

加:(a+b) mod m=((a mod m)+(b mod m)) mod m

减:(a-b) mod m=((a mod m)-(b mod m)) mod m

乘:(a*b) mod m=((a mod m)*(b mod m)) mod m

快速幂

幂运算a^{n},当n很大时,一个一个乘要运算n次。这样就太慢了,那么有一个比较简单的思路:

 先算a^{2},然后再算(a^{2})^{2},…,一直算到a^{n}。 

那么实现方法可以用分治法:

int fastPow(int a,int n){
    if(n==1) return a;
    int temp=fastPow(a,n/2);//分治
    if(n%2==1){
        return temp*temp*a;//奇数个a
    }else{
        return temp*temp;//偶数个a
    }
}

接下来是更好的方法(快速幂):

1、幂次与二进制

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