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C语言快速幂取模算法小结

转载 作者:qq735679552 更新时间:2022-09-28 22:32:09 25 4
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这篇CFSDN的博客文章C语言快速幂取模算法小结由作者收集整理,如果你对这篇文章有兴趣,记得点赞哟.

本文实例汇总了C语言实现的快速幂取模算法,是比较常见的算法。分享给大家供大家参考之用。具体如下:

首先,所谓的快速幂,实际上是快速幂取模的缩写,简单的说,就是快速的求一个幂式的模(余)。在程序设计过程中,经常要去求一些大数对于某个数的余数,为了得到更快、计算范围更大的算法,产生了快速幂取模算法。我们先从简单的例子入手:求abmodc 。

算法1.直接设计这个算法:

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int ans = 1;
for ( int i = 1;i<=b;i++)
{
   ans = ans * a;
}
ans = ans % c;

缺点:这个算法存在着明显的问题,如果a和b过大,很容易就会溢出.

我们先来看看第一个改进方案:在讲这个方案之前,要先看这样一个公式:ab mod c = (a mod c)c mod c 。

于是不用思考的进行了改进:

算法2.改进算法:

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int ans = 1;
a = a % c; //加上这一句
for ( int i = 1;i<=b;i++)
{
   ans = ans * a;
}
ans = ans % c;

读者应该可以想到,既然某个因子取余之后相乘再取余保持余数不变,那么新算得的ans也可以进行取余,所以得到比较良好的改进版本.

算法3.进一步改进算法:

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int ans = 1;
a = a % c; //加上这一句
for ( int i = 1;i<=b;i++)
{
   ans = (ans * a) % c; //这里再取了一次余
}
ans = ans % c;

这个算法在时间复杂度上没有改进,仍为O(b),不过已经好很多的,但是在c过大的条件下,还是很有可能超时,所以,我们推出以下的快速幂算法.

算法4.快速幂算法: 快速幂算法依赖于以下明显的公式:

C语言快速幂取模算法小结

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int PowerMod( int a, int b, int c)
{
   int ans = 1;
   a = a % c;
   while (b>0) {
     if (b % 2 = = 1)
     ans = (ans * a) % c;
     b = b/2;
     a = (a * a) % c;
   }
   return ans;
}

本算法的时间复杂度为O(logb),能在几乎所有的程序设计(竞赛)过程中通过,是目前最常用的算法之一.

相信本文所述对大家算法设计的学习有一定的借鉴价值.

最后此篇关于C语言快速幂取模算法小结的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于C语言快速幂取模算法小结的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章,希望大家以后支持我的博客! 。

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