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快速幂取模就是在O(logn)内求出a^n mod b的值。算法的原理是ab mod c=(a mod c)(b mod c)mod c
大数运算的实现方法主要有以下几种:
- 用字符串表示大数。将大数用十进制字符数组表示,然后按照“竖式计算”的思想进行计算。这种方法比较容易理解,但是计算效率比较低。
- 将大数看成二进制流进行处理。使用各种位运算和逻辑操作来实现打算的运算。该方法设计复杂,可读性较差,而且难以调试。
- 将大数表示成一个n进制数组。n的取值越大,数组的大小越小,这样可以缩短运算的时间及空间复杂度,提高算法的效率。在32位系统中,n可以取2^32,这时每一位的取值范围是0~0xffffffff。
下面就针对第 (2)种方法进行描述与实现:
在数据结构课关于栈的这一章中,我们都学过用“模2取余法”来将一个10进制数转换为一个二进制数,进而可以推广到“模n取余法”,经其转换为n进制(n任意指定)。
问题:
求 (a*b) % m 的值,其中 a,b,m 是1到10^18;
如果直接乘的话,因为a和b还有m都很大,那么会溢出long long,所以需要一些方法;
朴素的想法是用数组模拟高精度,但是比较麻烦;
二进制数也是满足十进制竖式乘法运算规律的,我们可以模拟二进制乘法竖式来计算(a*b)%m,因为其每次只相当于a乘2,再取模就不会溢出了;
#include
#define MAXN 100000+10
#define ll long long
using namespace std;
ll multi(ll a, ll b, ll m)
{
ll ans=0;
while(b)
{
if(b&1) (ans+=a)%=m;
(a<<=1)%=m;
b>>=1;
}
return ans;
}
int main(void)
{
std::ios::sync_with_stdio(false), cin.tie(0), cout.tie(0);
ll a, b, m;
cin >> a >> b >> m;
cout << multi(a, b, m) << endl;
return 0;
}