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快速幂取模
阅读量:7193 次
发布时间:2019-06-29

本文共 1790 字,大约阅读时间需要 5 分钟。

参考文章来源:Reait  Home() 转载请注明,谢谢合作。

 

在Miller Rabbin测试素数,就用到了快速幂取模的思想。这里总结下。
求a^b%c(这就是著名的RSA公钥的加密方法),当a,b很大时,直接求解这个问题不太可能
 
算法1:利用公式a*b%c=((a%c)*b)%c,这样每一步都进行这种处理,这就解决了a^b可能太大存不下的问题,但这个算法的时间复杂度依然没有得到优化 代码如下:
01.int modexp_simple(int a,int b,int n)       02.{      03.    int ret = 1;  04.    while (b--)  05.    {  06.        ret = a * ret % n;  07.    }  08.    return ret;  09.}

算法2:另一种算法利用了二分的思想,可以达到O(logn)。

可以把b按二进制展开为: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
这样 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, a^(p(i) * 2^(i-1) ) =  a^0  =  1,不用处理
我们要考虑的仅仅是p(i)=1的情况
化简:a^(2^i)  = a^(2^(i-1)  * 2) = (  a^(  p(i)  *  2^(i-1)  )  )^2 (这里很重要!!具体请参阅秦九韶算法:

利用这一点,我们可以递推地算出所有的a^(2^i)
当然由算法1的结论,我们加上取模运算: a^(2^i)%c = ( (a^(2^(i-1))%c) * a^(2^(i-1)))  %c
于是再把所有满足p(i)=1的a^(2^i)%c按照算法1乘起来再%c就是结果, 即二进制扫描从最高位一直扫描到最低位

 

实例代码:递归

01.//计算a^bmodn       02.int modexp_recursion(int a,int b,int n)       03.{      04.    int t = 1;  05.  06.    if (b == 0)  07.        return 1;  08.  09.    if (b == 1)  10.         return a%n;  11.  12.    t = modexp_recursion(a, b>>1, n);  13.  14.    t = t*t % n;  15.  16.    if (b&0x1)  17.    {      18.        t = t*a % n;  19.    }  20.  21.    return t;  22. }

实例代码2:非递归优化

01.#include 
02.using namespace std; 03. 04.//计算a^bmodn 05.int modexp(int a,int b,int n) 06.{ 07. int ret=1; 08. int tmp=a; 09. while(b) 10. { 11. //基数存在 12. if(b&0x1) ret=ret*tmp%n; 13. tmp=tmp*tmp%n; 14. b>>=1; 15. } 16. return ret; 17.} 18. 19.int main() 20.{ 21. cout<
<

 

转载于:https://www.cnblogs.com/shercy/p/4189198.html

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