快速幂取模解析与模板

2019-04-13 16:32发布

形如 a ^ b % c;     //如果看不懂请看https://blog.csdn.net/baidu_20363843/article/details/49559573(没用位运算) 如果数太大肯定会溢出,时间和空间也不允许;直接使用快速幂取模算法 解析:(a*b)%c=(a%c)*(b%c)%c  (必须理解)(此处转载)    把b按照二进制展开 b = p(n)*2^n  +  p(n-1)*2^(n-1)  +…+   p(1)*2  +  p(0)。其中p(i) (0<=i<=n)为 0 或 1。 所以此时a^b =  a^ (p(n)*2^n  +  p(n-1)*2^(n-1)  +...+  p(1)*2  +  p(0))=  a^(p(n)*2^n)  *  a^(p(n-1)*2^(n-1))  *...*  a^(p(1)*2)  *  a^p(0); 对于p(i)=0的情况不用处理,因为a^(p(i) * 2^(i-1) ) =  a^0  =  1; 所以我们需要考虑的仅仅是p(i)=1的情况,化简得: a^(2^i)  = a^(2^(i-1)  * 2) = (  a^(  p(i)  *  2^(i-1)  )  )^2 模板:int quick(int a,int b,int c)
 {
    int ans=1;   
    a=a%c;   //使得a     while(b!=0)
    {
        if(b&1) ans=(ans*a)%c;   //如果b的二进制位不是0,那么我们的结果是要参与运算的
        b>>=1;    //二进制的移位操作,相当于每次除以2,用二进制看,就是我们不断的遍历b的二进制位
        a=(a*a)%c;   //不断的加倍
    }
    return ans;
} 例题:  监狱有连续编号为1...N的N个房间,每个房间关押一个犯人,有M种宗教,每个犯人可能信仰其中一种。如果
相邻房间的犯人的宗教相同,就可能发生越狱,求有多少种状态可能发生越狱 Input   输入两个整数M,N.1<=M<=10^8,1<=N<=10^12 Output   可能越狱的状态数,模100003取余 Sample Input 2 3 Sample Output 6   解析:M^N - M * M-1 ^N-1  在打草纸上试一试怎么取余没影响 另外  最终结果可能为负数,要加上100003   #include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
long long modexp(long long  a, long long b, int mod)
{
    long long res=1;
    while(b>0)
    {         if(b&1)
            res=res*a%mod;
        b=b>>1;
        a=a*a%mod;
    }
    return res;
}
int main()
{
    long long  M, N;
    scanf("%lld%lld",&M,&N);     long long a = modexp(M, N, 100003);
    long long b = modexp(M-1, N-1, 100003) * M;
    a =( a - b) % 100003;
    if(a < 0 )
        a += 100003;
    printf("%lld ",a);
}