(复学梳理) 快速幂求模[代码思想详解]
2017-10-22 11:08
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首先,给出代码:
代码看起来十分的简洁。快速幂求模,就是解决大数求高次方后取模的算法。
最基础的求高次方的算法,就是使用for循环来实现,但是这个算法的时间复杂度就和次方数成正比了,当次方数很大时,如10^15时,那么算法一定是超时的。
那么如何快速求出呢?这就运用了二进制的特点了。
例如: 当我们要求2^7时,for循环要使用6次乘法,次数和次方数成正比。
但是,我们知道,7的二进制是111,所以我们可以将2^7分解为:2^1 * 2^2 * 2^4,只用使用2次乘法,和二进制的位数成正比。
也就是,将7按照二进制分解为:7=1+2+4
整体思想就是,利用二进制的特点,将值的数量级计算,转化为位数的数量级计算。
代码详解:
求a^b:
将b看成二进制的0,1数组,从低位向高位移动扫描。
当第i位为1时,表示要乘上一个a^(2^i),而每向高位移动一位,a^(2^i)的结果就会翻一倍。
所以代码中,用ans来表示最后的答案,而用a来表示:若第i位1时,a^(2^i)的值。
而b用来控制。
const LL mod = 1000000007; LL quick(LL a,LL b) { LL ans=1; a=a%mod; while(b!=0) { if(b&1) ans=(ans*a)%mod; b>>=1; a=(a*a)%mod; } return ans; }
代码看起来十分的简洁。快速幂求模,就是解决大数求高次方后取模的算法。
最基础的求高次方的算法,就是使用for循环来实现,但是这个算法的时间复杂度就和次方数成正比了,当次方数很大时,如10^15时,那么算法一定是超时的。
那么如何快速求出呢?这就运用了二进制的特点了。
例如: 当我们要求2^7时,for循环要使用6次乘法,次数和次方数成正比。
但是,我们知道,7的二进制是111,所以我们可以将2^7分解为:2^1 * 2^2 * 2^4,只用使用2次乘法,和二进制的位数成正比。
也就是,将7按照二进制分解为:7=1+2+4
整体思想就是,利用二进制的特点,将值的数量级计算,转化为位数的数量级计算。
代码详解:
求a^b:
将b看成二进制的0,1数组,从低位向高位移动扫描。
当第i位为1时,表示要乘上一个a^(2^i),而每向高位移动一位,a^(2^i)的结果就会翻一倍。
所以代码中,用ans来表示最后的答案,而用a来表示:若第i位1时,a^(2^i)的值。
而b用来控制。
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