快速冪取模演算法小結

2021-07-09 20:38:11 字數 1106 閱讀 7008

首先,所謂的快速冪,實際上是快速冪取模的縮寫,簡單的說,就是快速的求乙個冪式的模(餘)。在程式設計過程中,經常要去求一些大數對於某個數的餘數,為了得到更快、計算範圍更大的演算法,產生了快速冪取模演算法。我們先從簡單的例子入手:求abmodc

演算法1.直接設計這個演算法:

int ans = 1;

for(int i = 1;i<=b;i++)

ans = ans % c;

缺點:這個演算法存在著明顯的問題,如果a和b過大,很容易就會溢位。

我們先來看看第乙個改進方案:在講這個方案之前,要先看這樣乙個公式:ab mod c = (a mod c)c mod c

於是不用思考的進行了改進:

演算法2.改進演算法:

int ans = 1;

a = a % c; //加上這一句

for(int i = 1;i<=b;i++)

ans = ans % c;

讀者應該可以想到,既然某個因子取餘之後相乘再取餘保持餘數不變,那麼新算得的ans也可以進行取餘,所以得到比較良好的改進版本。

演算法3.進一步改進演算法:

int ans = 1;

a = a % c; //加上這一句

for(int i = 1;i<=b;i++)

ans = ans % c;

這個演算法在時間複雜度上沒有改進,仍為o(b),不過已經好很多的,但是在c過大的條件下,還是很有可能超時,所以,我們推出以下的快速冪演算法。

演算法4.快速冪演算法:

快速冪演算法依賴於以下明顯的公式:

int powermod(int a, int b, int c)

return ans;

}

本演算法的時間複雜度為o(logb),能在幾乎所有的程式設計(競賽)過程中通過,是目前最常用的演算法之一。

相信本文所述對大家演算法設計的學習有一定的借鑑價值。

部落格已搬:洪學林部落格

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