计算 高次幂相对某个模数的余( (a ^ n)mod p, n 很大 )

本文介绍了一种快速计算(a^n) mod p的方法,该方法的时间复杂度为O(log(n)),适用于n非常大的情况。通过将指数n转换为二进制形式,并利用其二进制位上的1来进行选择性乘法,从而避免了直接计算所需的大量步骤。

在做google codejam 2008 round 1A problem C 的 时候, 从别人代码里学到的

假如 要计算 (a ^ n) , n很大, 直接计算的话, 是个 O(n)的方法

有 O(log (n))的方法,如下:

       把n表示成2进制, n = n0 * 1 + n1 * 2 + n2 * 4 + ... + nk * (2^k)

则    a^n =[ a ^(n0 * 1) ]* [a ^ ( n1 * 2) ]*[ a ^ ( n2 * 4 )]* ... *[ a^(nk*2^k) ]

 

假如 n是32位整数int, 则 如下方法可以计算 (a ^ n) mod p

 

const int p = 1000;

int power( a,  n )

{

     int result = 1;

     int pow = a;

     for (int i=0; i<32; ++i)

     {

          if( (a & (1 << i) )!= 0 )

                result *= pow;

          pow *= pow;

     }

     return result;

}

 

题目描述 乐乐是一个聪明而又勤奋好学的孩子。他总喜欢探求事物的规律。一天,他突然对数的正整数次幂产生了兴趣。 众所周知,2的正整数次幂最后一位数总是不断的在重复2,4,8,6,2,4,8,6...们说2的正整数次幂最后一位的循环长度是4(实际上4的倍都可以说是循环长度,但我们只考虑最小的循环长度)。类似的,其的数字的正整数次幂最后一位数也有类似的循环现 象。 这时乐乐的问题就出来了:是不是只有最后一位才有这样的循环呢?对于一个整数n的正整数次幂来说,它的后k位是否会发生循环?如果循环的话,循环长度是多少呢? 注意: 1.如果n的某个正整数次幂的位数不足k,那么不足的位看做是0。 2.如果循环长度是L,那么说明对于任意的正整数a, n的a次幂和a+L次幂的最后k位都相同。 输入描述 每组输入数据只有一行,包含两个整数n(1<= n<10^100)和k(1<=k<=100),n和k之间用一个空格隔开,表示要求n的正整数次幂的最后k位的循环长度。 数据规模: 对于30%的数据,k<=4; 对于全部的数据,k<=100。 输出描述 每组输出包括一行,这一行只包含一个整数, 表示循环长度。如果循环不存在,输出-1。 输入样例32 2输出4,更多样例:输入2 5输出100输入7 3输出20输入14 3输出50输入49 2输出2输入10 4输出1输入1 100输出1 输入99999999999999999999 3输出100,用c语言编写
09-29
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