快速幂算法取余 C++
时间: 2023-10-27 17:21:55 浏览: 227
快速幂算法(也称为幂运算优化算法)是一种用于快速计算一个数的幂次的算法。当需要计算大数的幂时,使用快速幂算法可以显著提高效率。
在C语言中,可以使用以下代码实现快速幂算法取余:
```c
long long fastModularExponentiation(long long base, long long exponent, long long modulus) {
long long result = 1;
base = base % modulus;
while (exponent > 0) {
if (exponent % 2 == 1) {
result = (result * base) % modulus;
}
exponent = exponent >> 1;
base = (base * base) % modulus;
}
return result;
}
```
在函数中,`base`表示底数,`exponent`表示指数,`modulus`表示取余的模数。函数返回的是`base`的`exponent`次幂对`modulus`取余的结果。
这个算法的核心思想是将指数用二进制表示,然后根据二进制位上的值来决定是否乘以底数,并不断地更新底数的值。通过这种方式,可以减少乘法和取余的次数,从而提高算法的效率。
希望这个解答对你有帮助!如果有任何问题,请随时提问。
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给出三个整数a,b,m,要求计算a的b次方对m取余的值。注意,a和b均小于10的9次方,c++代码求解,使用快速幂算法
快速幂算法是一种用于求解整数幂的算法,其核心思想是将指数b表示为二进制形式,然后利用幂的乘法法则将幂的计算转化为若干个底数a的幂的乘积。具体步骤如下:
1. 将指数b转化为二进制形式。
2. 初始化结果为1,底数为a。
3. 从低位到高位依次处理二进制数中的每一位,如果当前位为1,则将结果乘以底数,否则不变。
4. 将底数平方,即底数变为底数的平方。
5. 重复步骤3和步骤4,直到处理完所有位。
6. 将结果对m取余。
下面是使用快速幂算法求解a的b次方对m取余的代码实现:
```python
def fast_power(a, b, m):
res = 1
while b:
if b & 1:
res = res * a % m
a = a * a % m
b >>= 1
return res
```
其中,a表示底数,b表示指数,m表示模数。代码中使用了位运算来判断二进制数中的每一位是否为1,从而实现了快速幂算法。
快速模幂运算c++代码
下面是一个快速模幂运算的 C 代码实现:
```c
#include <stdio.h>
int mod_pow(int base, int exponent, int modulus) {
int result = 1;
while (exponent > 0) {
if (exponent % 2 == 1) {
result = (result * base) % modulus;
}
base = (base * base) % modulus;
exponent = exponent / 2;
}
return result;
}
int main() {
int base = 3;
int exponent = 7;
int modulus = 5;
int result = mod_pow(base, exponent, modulus);
printf("%d^%d mod %d = %d\n", base, exponent, modulus, result);
return 0;
}
```
该代码实现了一个函数 `mod_pow`,它接受三个参数:底数 `base`、指数 `exponent` 和模数 `modulus`,并返回一个整数值,表示底数的指数次幂对模数取余的结果。
该函数使用了快速幂算法,它通过将指数 `exponent` 拆分成二进制位的形式,可以在 $O(\log_2 n)$ 的时间复杂度内计算出底数的指数次幂对模数取余的结果。该算法的基本思想是,如果 $a^{n}$ 可以被表示为 $a^{n} = a^{k_0} \cdot a^{k_1} \cdot a^{k_2} \cdots a^{k_{m-1}}$,其中 $k_0, k_1, k_2, \cdots, k_{m-1}$ 是 $n$ 的二进制位,那么可以通过逐个计算 $a^{2^i}$,并根据 $n$ 的二进制位来选择哪些 $a^{2^i}$ 需要相乘,从而计算出 $a^{n}$ 的值。
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