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101550E Exponial (尤拉降冪)

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題意:設函式exponial(n)=n^{(n-1)^{(n-2)^{...^{2^{1}}}}},求exponial(n) mod m的值。

解法:利用尤拉降冪公式A^{B}mod C=A^{Bmod\varphi (C)+\varphi (C)}modC,B\geqslant \varphi (C)可得到遞推公式:

exponial(n) mod m=n^(exponial(n-1) mod φ(m)+φ(m)) mod m

注:

(1) 當模數為1的時候應直接返回0

(2)當exponial(n)的值比m小的時候,尤拉降冪公式會失效,所以應當把n<5時的值預處理出來

由於運算過程中不斷地對m取它的φ值,下降速度是很快的,所以不用擔心遞迴層數過多。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;

ll n,m,PHI;

ll phi(ll x)
{
    ll ret=x;
    for(ll i=2;i*i<=x;++i)
    {
        if(x%i==0)ret=ret/i*(i-1);
        while(x%i==0)x/=i;
    }
    if(x>1)ret=ret/x*(x-1);
    return ret;
}

ll Pow(ll x,ll p,ll mod)
{
    ll ret=1;
    while(p)
    {
        if(p&1)ret=ret*x%mod;
        x=x*x%mod;
        p>>=1;
    }
    return ret;
}

ll euler_pow(ll x,ll mod)
{
    if(mod==1)return 0;
    if(x==1)return 1%mod;
    if(x==2)return 2%mod;
    if(x==3)return 9%mod;
    if(x==4)return (1ll<<18)%mod;
    ll PHI=phi(mod);
    return Pow(x,euler_pow(x-1,PHI)+PHI,mod);
}

int main()
{
    scanf("%lld%lld",&n,&m);
    printf("%lld\n",euler_pow(n,m));
    return 0;
}