模運算的乘法逆元
二元運算符 ‘≡’: 當 a%p = b%p 時,a ≡ b ( mod p )
模運算對於 加法 和 乘法 同樣適用,也就是說,如果 a ≡ a` (mod p) 和 b ≡ b` (mod p),那麽
a + b ≡ a` + b` (mod p)
a * b ≡ a` * b` (mod p)
對於 除法 卻不適用
存在 a / b mod p != a` / b` mod p
模乘法逆元:若 a * b ≡ 1 (mod p),則稱 a 為 b 的模乘法逆元(在mod p 的情況下),或稱 b 為 a 的模乘法逆元(在mod p 的情況下)
假設 a / b ≡ c (mod p),b * x ≡ 1 (mod p)
那麽 a * x ≡ c (mod p)
- 擴展歐幾裏得求模乘法逆元
現已知 a,b,p 要求 c
則只要找到 b 的模乘法逆元 x ,使得 b * x ≡ 1 (mod p) 則可求得 c
b * x ≡ 1 (mod p)
則 b * x + p * y = 1
這樣問題就轉化為求已知 b,p 求 一元整數組 ( x, y ) 使得 b * x + p * y = 1 , 可用擴展歐幾裏得算法
若得不到一元整數組 ( x, y ),也就是 gcd(b, p) != 1, 則 (在mod p 的情況下) 不存在 b 的模乘法逆元
- 費馬小定理求模乘法逆元
費馬小定理:假如 b 是一個整數,p 是一個質數,那麽 bp - b 是 p 的倍數
b ^ p ≡ b ( mod p)
b * bp-2 ≡ 1 (mod p)
- 遞推求 1 - n 求模乘法逆元
inv[ i ] 表示 i 的模乘法逆元
設 k = p % i, t = ( p - k ) / i
則 t * i + k = p
t * i + k ≡ 0 ( mod p )
若 k 不為 0 ,同除以 ( k * i )
t * i / ( k * i ) + k / ( k * i ) ≡ 0 ( mod p )
t / ( p % i ) + 1 / i ≡ 0 ( mod p )
( p - k ) / i * inv[ p % i ] + inv[ i ] ≡ 0 ( mod p )
inv[1] = 1; for (int i = 2; i <= n; ++i) { inv[i] = (p - p / i) * inv[p%i] % p; }
因為 k 不為 0,要求 p % i 不為 0
模運算的乘法逆元