例题:https://www.luogu.org/problemnew/show/P1226
反复平方法板子(加取余)
#include<iostream>
using namespace std;
typedef long long ll;
ll poww(ll a, ll b,ll n)
{
ll d=1,t=a;
while(b>0)
{
if(b%2==1) d=d*t%n;//b为奇数时
b=b/2;
t=t*t%n;
}
return d;
}
int main()
{
ll a,b,c;
cin>>a>>b>>c;
printf("%lld^%lld mod %lld=%lld",a,b,c,poww(a,b,c));
}
快速幂
快速幂的目的就是做到快速求幂,假设我们要求a^b,按照朴素算法就是把a连乘b次,这样一来时间复杂度是O(b)也即是O(n)级别,快速幂能做到O(logn),快了好多好多。它的原理如下:
假设我们要求a^b,那么其实b是可以拆成二进制的,该二进制数第i位的权为2^(i-1),例如当b==11时
a^11=a(2^0+2^1+2^3)
11的二进制是1011,11 = 2³×1 + 2²×0 + 2¹×1 + 2º×1,因此,我们将a¹¹转化为算 a2^0*a2^1*a2^3,也就是a1*a2*a8 ,看出来快的多了吧原来算11次,现在算三次,但是这三项貌似不好求的样子….不急,下面会有详细解释。 由于是二进制,很自然地想到用位运算这个强大的工具:&和>> &运算通常用于二进制取位操作,例如一个数 & 1 的结果就是取二进制的最末位。还可以判断奇偶x&1==0为偶,x&1==1为奇。 >>运算比较单纯,二进制去掉最后一位,不多说了,先放代码
int poww(int a, int b) {
int ans = 1, base = a;
while (b != 0) {
if (b & 1 != 0)
ans *= base;
base *= base;
b >>= 1;
}
return ans;
}
以b==11为例,b=>1011,二进制从右向左算,但乘出来的顺序是 a^2^0×a^2^1=a^2^3,,是从左向右的。我们不断的让base*=base目的即是累乘,以便随时对ans做出贡献。
其中要理解base*=base这一步:因为