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快速乘法、快速冪 演算法

參考: https://blog.csdn.net/maxichu/article/details/45459715 點選開啟連結

快速乘法:快速計算a*b%mod的結果,對於大數直接乘可能會爆long long,用快速乘法每一步都取餘不會爆掉。

實現原理是:

對於乘數b來說,勢必可以拆成2進位制,比如110101。有一些位為0,有一些位為1。根據乘法分配律:a*b=a*(b1+b2+b3+……那麼對於a*53 = a*110101(二進位制)= a*(100000+10000+100+1)=a*(100000*1+10000*1+1000*0+100*1+10*0+1*1)。

那麼設立一個ans=0用於儲存答案,每一位讓a*=2,在根據b的對應為1看是不是加上此時的a,即可完成快速運算。


快速冪:快速計算a^b%mod的結果。

實現原理是:

把b轉換成二進位制數

該二進位制數第i位的權為

例如

        

11的二進位制是1011

11 = 2³×1 + 2²×0 + 2¹×1 + 2º×1

因此,我們將a¹¹轉化為算

程式碼如下:

#include <iostream>
using namespace std;

typedef long long ll;

ll q_mul(ll a, ll b, ll mod){
	ll ans=0;
	while(b){
		if(b & 1)	ans=(ans+a)%mod;
		a=(a<<1)%mod;
		b>>=1;
	}
	return ans;
}

ll q_pow(ll a, ll b, ll mod){
	ll ans=1;
	while(b){
		if(b & 1)	ans=q_mul(ans,a,mod);
		a=q_mul(a,a,mod);
		b>>=1;
	}
	return ans;
}

int main(){
	ll a=1005345645650000079,b=1256465546534567898,mod=100054604565600;
	cout<<q_mul(a,b,mod)<<endl;
	cout<<q_pow(a,b,mod);
	return 0;
}