演算法 分治 a b m

2021-09-01 19:23:01 字數 1009 閱讀 6249

杭電上有一道十分讓初學者十分蛋疼的題 a^b%m,看似很簡單,但題目要求b的範圍是(0,1000000000],a是32位整數範圍,m是小於40000的整數。咋一看這題,貌似要用高精度。但是赤裸裸的用高精度的話,在空間複雜度以及時間複雜度上都是傷不起的!!

讓我們來換個思路,有一定數學基礎的人都知道,(a*b)%m 是等價於 a%m * b%m的,這樣好了,可以不用高精度了,但是完全模擬的話,在規定時間內是不可能出解的。

我們再想想,是否可以減小計算量呢?有了!我們可以將 a^b 分解成為 t1*a^1+t2*a^2+t3*a^3+.....(ti=0 或者 1),我們預處理下,算出a^2i,然後將b變為二進位制,乘以相應的項,我們就得到了最後的結果。運算次數大大減少了,這樣是可以在規定時間內出解的。

如果我們覺得上面的方法太麻煩的話,下面的遞迴**就十分簡單了。

#include

using namespace std;

int run(int a,int b,int m)else

}int main()

這其實是利用了乙個分治的思想,要想求a^b1,先求出a^b2(其中b2=b1/2),而要求a^b2,又得求出a^b3(其中b3=b2/2)..........直到bi =1。整個問題的時間複雜度就變得非常低了。最多幾十次基本操作就能得到結果(有木有感覺很神奇)。其實我們還可以將這個演算法求斐波拉契數列的第10000000項對m取餘,這樣用到矩陣的乘法,下面給出具體的矩陣推導以及**。

[img]

#include

using namespace std;

class matrix

matrix(int hei,int wid)

}system("pause");

return 0;

}

分治就是分而治之的縮寫,分治的思想並不侷限於這道題,它能極大的提高演算法的效率。所以掌握它是十分必要的。

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