洛谷 P1226 快速幂取模 模板

本文介绍了一种高效的计算大数幂次取模的方法——快速幂取模算法,并提供了完整的C++代码实现。该算法利用位操作和循环来减少计算量,适用于处理大数值的幂次运算。
题目描述
输入b,p,k的值,求b^p mod k的值。其中b,p,k*k为长整型数。
输入输出格式
输入格式:
三个整数b,p,k.
输出格式:
输出“b^p mod k=s”
s为运算结果
输入输出样例
输入样例#1:
2 10 9
输出样例#1:

2^10 mod 9=7

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
using namespace std;
long long mod;
long long fast(long long a,long long b)
{
	int ans=1;
	while(b)
	{
		if(b&1) ans=(ans*a)%mod;
		a=(a*a)%mod;
		b>>=1;
	}
	return ans;
}
int main()
{
//	freopen("in.in","r",stdin);
//	freopen("my.out","w",stdout);
	long long a,b;
	scanf("%lld%lld%lld",&a,&b,&mod);
	printf("%lld^%lld mod %lld=%lld",a,b,mod,(fast(a,b)%mod));
	return 0;
}


### 洛谷 P1226 快速幂 解题思路与实现方法 #### **快速幂原理** 快速幂是一种高效的计算 $ a^b \mod p $ 的算法,其核心思想是利用指数的二进制表示将复杂度降低至对数级别。当 $ b $ 是偶数时,$ a^b \mod p = (a^{b/2} \mod p)^2 \mod p $;而当 $ b $ 是奇数时,$ a^b \mod p = ((a^{b-1} \mod p) \cdot a) \mod p $[^3]。 这种分治策略显著减少了乘法次数,从而提高了效率。 #### **递归实现** 一种常见的实现方式是采用递归函数来表达上述逻辑: ```cpp long long fastPower(long long base, long long exp, long long mod) { if (exp == 0) return 1 % mod; // 基础情况:任何数的0次方都为1 long long result = fastPower(base, exp / 2, mod); result = (result * result) % mod; if (exp % 2 != 0) { // 如果指数为奇数 result = (result * base) % mod; } return result; } ``` 在此代码片段中,`fastPower` 函数通过递归调用来处理不同情形下的幂运算,并始终确保结果保持在范围内[^3]。 #### **迭代实现** 除了递归外,还可以使用迭代形式完成同样的功能,这种方式通常更加节省栈空间: ```cpp long long fastPowerIterative(long long base, long long exp, long long mod) { long long result = 1; while (exp > 0) { if (exp % 2 != 0) { // 当前位为1时累乘base result = (result * base) % mod; } base = (base * base) % mod; // 更新底数为其平方 exp /= 2; // 移动到下一个二进制位 } return result; } ``` 此版本通过循环逐步减少指数值直至零,在每次迭代中依据当前指数最低有效位决定是否更新结果[^4]。 #### **样例测试** 考虑样例输入 `2 10 9` ,即求解 $ 2^{10} \mod 9 $ 。应用以上任一方法均可得出正确答案7[^4]。 --- ###
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