1. 程式人生 > >Pollard Rho大質數分解學習筆記

Pollard Rho大質數分解學習筆記

href 矛盾 while 是我 ret 假設 itl [] 結束

目錄

  • 問題
  • 流程
  • 代碼
  • 生日悖論
  • end

問題

給定n,要求對n質因數分解
普通的試除法已經不能應用於大整數了,我們需要更快的算法

流程

大概就是找出\(n=c*d\)
如果\(c\)是素數,結束,不是繼續遞歸處理。
具體一點的話
1.先對n進行\(miller\_rabin\)測試,是素數就直接結束了
如果不會的話,看我前篇博客的介紹吧
為何還要多寫個\(miller\_rabin\),他沒有非平凡因子,他要保證復雜度?
2.隨機基底a和c,生成序列\(x_{0}=a,x_{i}=x_{i-1}^{2}+c(mod n)\)

,可以認為\({x_{i}}\)是有循環節的隨機序列(rho就是密度的那個符號,長得很像是不是)
3.若出現\((x_{i}-x_{2i+1},n)≠1\),停止算法,令\(d=(x_{i}-x_{2i+1},n)\),若\(d≠n\),那d就是n的非平凡因子,n被分為d和n/d相乘的結果,遞歸下去繼續分解
4.若d=n,重選基底a和c,重復過程(出現循環了)

劉汝佳先生說:想象一下,假設有兩個小孩子在一個“可以無限向前跑”的跑道上賽跑,同時出發。但其中一個小孩的速度是另一個的兩倍。如果跑道是直的,跑得快的小孩永遠在前面;但如果跑道有環,則跑得快的小孩將“追上”跑得慢的小孩。

算法復雜度\(O(n^{ \frac {1}{4} }*pro)\)


具體的我也不知道咋證

代碼

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;
const int maxn = 10005;
typedef long long LL;

LL fpm(LL a, LL k, LL p) //calc a^k % p
{
    LL res = 1;
    for (; k ; k >>= 1, a = a * a % p)
        if (k & 1) res = a * res % p;
    return res;     
}

int prime[] = {2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29};
bool detective(LL a, LL n)
{
    int r = 0; LL d = n - 1; // n - 1 = 2 ^ r * d
    while (d % 2 == 0) d >>= 1, ++r;
    for (LL x = fpm(a, d, n), y; r ; r--)
    {
        y = x * x % n;
        if (y == 1)
        {
            if (x == 1) return true;
            if (x == n - 1) return true;
            return false;
        }
        x = y;
    }
    return false;
}
bool miller_rabin(LL n)
{
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        if (n == prime[i]) return true;
        if (n % prime[i] == 0) return false;
        if (!detective(prime[i], n)) return false;
    }
    return true;
}

vector<LL> res;
int irand() {return rand() << 15 ^ rand();}
LL irand(LL n) {return (((LL) irand()) << 30 ^ irand()) % n;}
LL mul(LL a, LL b, LL n) {return (a * b - (LL) ((long double) a * b / n + 1e-9) * n) % n;}
LL rho(LL n)
{
    LL a = irand(n), c = irand(n);
    LL x = a, y = (mul(a, a, n) + c) % n;
    LL z = x > y ? x - y: y - x;
    LL d = __gcd(z, n);
    while (d == 1)
    {
        x = (mul(x, x, n) + c) % n;
        y = (mul(y, y, n) + c) % n;
        y = (mul(y, y, n) + c) % n;
        z = x > y ? x - y: y - x;
        d = __gcd(z, n);
    }
    return d;
}
void pollard_rho(LL n)
{
    if (n == 1) return ;
    if (miller_rabin(n)) {res.push_back(n); return ;}
    LL d = n; while (d == n) d = rho(n);
    pollard_rho(d); pollard_rho(n / d);
}
int main()
{
    pollard_rho(997 * 131ll * 6ll * 50ll * 79ll * 97 * 12132);
    for (auto x: res) cerr << x << " " ;
}

生日悖論

(當然,我們這裏的一年是穩定365天,和我們不一樣)
23個人中至少有一對兩個人生日相同的概率在一半以上,感覺不可思議吧,與我們自我感覺的有很大差異,其實,當我們看到“有人生日相同”時,下意識地會用“與我生日相同”去推測,直覺就讓我們直覺產生了“兩人生日相同”概率很小。理性計算的結果與日常經驗產生了如此明顯的矛盾,所以叫做“生日悖論”。
可以說,直覺沒有錯,錯的是我們沒有正確地去理解問題。因此,當我們剝開直覺的謊言,看清事實的那一刻,才會覺得如此不可思議。
我們的問題是“任意兩個人的生日相同的概率”(所以要理性分析呀qwq)。
我們討論兩個人生日相同的情況。
總概率是365*365,生日不同的情況\(365*364\)
那生日相同的情況就是 \(\frac{365*365-365*364}{365*365}=\frac{1}{365}\)
四個人同理\(\frac{365^4-\frac{365!}{361!}}{365^4}\)
再大一點可以用long double 計算,可以算出23人時概率就大於一半了

end

好多摘抄的呀qwq,在這裏鳴謝好多好多的網上資料

Pollard Rho大質數分解學習筆記