【技巧】简单理解快速幂(求模)

2023-12-15 22:38

本文主要是介绍【技巧】简单理解快速幂(求模),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

【技巧】简单理解快速幂(求模)



      今天讲了一个特别有用的东西就是快速幂,为了弄懂这个百度了一上午。。。还是没咋明白。。。


      怕忘了就先开个博文记一下代码什么的。。。


      快速幂,就是更快速地计算一个数的次方的方法。传统方法求幂计算,数小了还好,数大了就容易超时。

      这个方法据说大部分比赛都不会超时,灰常地腻害呢~

      具体理论总是太高大上了,还是举栗子好吃,简单又粗暴!

      比如我们来算3的10次幂,把3乘10次脑袋就炸了,怎么算呢,这么算!


                              3*3*3*3*3*3*3*3*3*3…………………………(10个3相乘)

                            =(3*3)*(3*3)*(3*3)*(3*3)*(3*3)…………………②

                            =(3*3)^5

                            =((3*3)*(3*3))^2*(3*3)………………………………………③


      …啥?并没有感觉多好算?废话!人脑算起来当然难算,我们叫电脑来算啊~

      先来看①式,如果要电脑来算,10个3相乘,就要乘9次;对于②式,五个3×3(把3×3看成一个整体)相乘,就要乘4次;对于③,就是两个((3*3)*(3*3))相乘再多乘一个多出来的(3*3),只要乘3次就好了,对于电脑来讲,工作的循环次数越少就越省时间(这个时候我还没学时间复杂度呢,我就先这样理解了╮(╯_╰)╭)。

      这样就总结出来一个公式!


                                                    n^p   (p为偶数时)                                               n^p(p为奇数时)

                                                =(n^2)^(p/2)                                                        =((n^2)^(p/2))*n

                                                =((n^2)^2)^(p/2/2)                                =(((n^2)^2)^(p/2/2))*n

                                                .                                                                                                    .

                                                .                                                                                                    .

                                                .                                                                                                    .

                                                =(n^p)*(1)                                                                =这个没固定公式(因为p每次除2之后奇偶性不固定)

这个公式前提是不管p除多少个2商都是偶数


      而现实中情况更接近p为奇数的那种情况,,对于那种情况,变换也很简单,当p为奇数时,就把前面括号里的一堆东西(记为x)平方掉再乘以(p/2-0.5)(就是去尾法),注意还没完!还要再把去尾丢掉的一个x再乘上,就变成了  原式=(x^2)*(p/2-0.5)*x  当然程序里面如果p是整型变量就不用减去0.5了。


      综合上面的东西,可以得出快速计算a的p次幂的函数代码:


long long QuickPow(long long a,long long p)
{long long ans=1;while(p){if(p%2==1)//当p时奇数时,相当于往后面把那个少乘的x补乘上去{ans=ans*a;}p/=2;a*=a;}return ans;
}

          有时候会叫你求a的p次幂除以mod(mod只是一个数)的余数,这时候就要用到同余定理了,同余定理式子是这样的:

      (a*b)除以c的余数=(a除以c所得的余数)×(b除以c所得的余数),即(a*b)%c=(a%c)*(b%c),%是取余符号。


      这样就会得到一个引理:



      SO!

      我们的代码就可以这样写了:


__int64 quickpow(__int64 a,__int64 p,__int64 mod)
{__int64 ans=1;a=a%mod;while(p){if(p%2==1){ans=ans*a%mod;}p/=2;a=a*a%mod;}return ans%mod;
}
 

                  只是多往后面对mod取了个余罢了~

           而我们上面的代码,就是当mod=1时的情况。


                                              任务完成!



华丽分割-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=--=-=-=-=-=-=-=-=割分丽华


另附上学长给的代码:


//快速幂求模
#include<cstdio>
int quickpow(int n,int m,int mod)
{int ans=1,base=n;while(m){if(m&1){ans=(base*ans)%mod;}base=(base*base)%mod;m>>=1;printf("ans=%d base=%d m=%d\n",ans,base,m);}return ans;
}int main()
{int n,m,mod;while(~scanf("%d%d%d",&n,&m,&mod)){printf("%d\n",mod);printf("%d\n",quickpow(n,m,mod));}return 0;
}


       哎?有点不一样!?可以看到他给的函数中判断p(学长的函数中p是m)是不是奇数用了“m&1”,这个是按位与的意思,简单来说就是先把m转换为2进制,然后取最右边那一位,如果是1就说明m是奇数,是0说明m是偶数;还有p/2变成了m>>=1,这就是把二进制的m向右移了一位,把最右边的那一位给挤掉了,现在少了最右边的那一位,其实本质上还是把m给除了个2。。。

唉,果然只有那些写出来让人看不懂的代码才能达到装逼的效果。。。→_→

这篇关于【技巧】简单理解快速幂(求模)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/498156

相关文章

MySQL 多列 IN 查询之语法、性能与实战技巧(最新整理)

《MySQL多列IN查询之语法、性能与实战技巧(最新整理)》本文详解MySQL多列IN查询,对比传统OR写法,强调其简洁高效,适合批量匹配复合键,通过联合索引、分批次优化提升性能,兼容多种数据库... 目录一、基础语法:多列 IN 的两种写法1. 直接值列表2. 子查询二、对比传统 OR 的写法三、性能分析

深入理解Go语言中二维切片的使用

《深入理解Go语言中二维切片的使用》本文深入讲解了Go语言中二维切片的概念与应用,用于表示矩阵、表格等二维数据结构,文中通过示例代码介绍的非常详细,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧... 目录引言二维切片的基本概念定义创建二维切片二维切片的操作访问元素修改元素遍历二维切片二维切片的动态调整追加行动态

Python使用vllm处理多模态数据的预处理技巧

《Python使用vllm处理多模态数据的预处理技巧》本文深入探讨了在Python环境下使用vLLM处理多模态数据的预处理技巧,我们将从基础概念出发,详细讲解文本、图像、音频等多模态数据的预处理方法,... 目录1. 背景介绍1.1 目的和范围1.2 预期读者1.3 文档结构概述1.4 术语表1.4.1 核

从原理到实战深入理解Java 断言assert

《从原理到实战深入理解Java断言assert》本文深入解析Java断言机制,涵盖语法、工作原理、启用方式及与异常的区别,推荐用于开发阶段的条件检查与状态验证,并强调生产环境应使用参数验证工具类替代... 目录深入理解 Java 断言(assert):从原理到实战引言:为什么需要断言?一、断言基础1.1 语

Java中的雪花算法Snowflake解析与实践技巧

《Java中的雪花算法Snowflake解析与实践技巧》本文解析了雪花算法的原理、Java实现及生产实践,涵盖ID结构、位运算技巧、时钟回拨处理、WorkerId分配等关键点,并探讨了百度UidGen... 目录一、雪花算法核心原理1.1 算法起源1.2 ID结构详解1.3 核心特性二、Java实现解析2.

深度解析Python装饰器常见用法与进阶技巧

《深度解析Python装饰器常见用法与进阶技巧》Python装饰器(Decorator)是提升代码可读性与复用性的强大工具,本文将深入解析Python装饰器的原理,常见用法,进阶技巧与最佳实践,希望可... 目录装饰器的基本原理函数装饰器的常见用法带参数的装饰器类装饰器与方法装饰器装饰器的嵌套与组合进阶技巧

Linux如何快速检查服务器的硬件配置和性能指标

《Linux如何快速检查服务器的硬件配置和性能指标》在运维和开发工作中,我们经常需要快速检查Linux服务器的硬件配置和性能指标,本文将以CentOS为例,介绍如何通过命令行快速获取这些关键信息,... 目录引言一、查询CPU核心数编程(几C?)1. 使用 nproc(最简单)2. 使用 lscpu(详细信

Go语言代码格式化的技巧分享

《Go语言代码格式化的技巧分享》在Go语言的开发过程中,代码格式化是一个看似细微却至关重要的环节,良好的代码格式化不仅能提升代码的可读性,还能促进团队协作,减少因代码风格差异引发的问题,Go在代码格式... 目录一、Go 语言代码格式化的重要性二、Go 语言代码格式化工具:gofmt 与 go fmt(一)

如何在Mac上彻底删除Edge账户? 手动卸载Edge浏览器并清理残留文件技巧

《如何在Mac上彻底删除Edge账户?手动卸载Edge浏览器并清理残留文件技巧》Mac上的Edge账户里存了不少网站密码和个人信息,结果同事一不小心打开了,简直尴尬到爆炸,想要卸载edge浏览器并清... 如果你遇到 Microsoft Edge 浏览器运行迟缓、频繁崩溃或网页加载异常等问题,可以尝试多种方

qt5cored.dll报错怎么解决? 电脑qt5cored.dll文件丢失修复技巧

《qt5cored.dll报错怎么解决?电脑qt5cored.dll文件丢失修复技巧》在进行软件安装或运行程序时,有时会遇到由于找不到qt5core.dll,无法继续执行代码,这个问题可能是由于该文... 遇到qt5cored.dll文件错误时,可能会导致基于 Qt 开发的应用程序无法正常运行或启动。这种错