快速冪講解

2021-10-04 19:14:07 字數 1043 閱讀 2767

首先,快速冪的目的就是做到快速求冪,假設我們要求a^b,按照樸素演算法就是把a連乘b次,這樣一來時間複雜度是o(b)也即是o(n)級別,快速冪能做到o(logn),快了好多好多。它的原理如下:

假設我們要求a^b,

那麼其實b是可以拆成二進位制的,該二進位制數第i位的權為2^(i-1),例如當b==11時

a11=a(20+21+2^3)

11的二進位制是1011,11 = 2³×1 + 2²×0 + 2¹×1 + 2º×1,因此,我們將a¹¹轉化為算 a20*a21a2^3,也就是a1a2*a8 ,看出來快的多了吧原來算11次,現在算三次,但是這三項貌似不好求的樣子…不急,下面會有詳細解釋。   由於是二進位制,很自然地想到用位運算這個強大的工具:&和》 &運算通常用於二進位製取位操作,例如乙個數 & 1 的結果就是取二進位制的最末位。還可以判斷奇偶x&1==0為偶,x&1==1為奇。 >>運算比較單純,二進位制去掉最後一位,不多說了,先放**再解釋。

long

long

pow_mod

(long

long a,

long

long b)

a=a*a%n;

b>>=1;

}return res;

}

**很短,死記也可行,但最好還是理解一下吧,其實也很好理解,以b==11為例,b=>1011,二進位制從右向左算,但乘出來的順序是 a(20)*a(21)a(23),是從左向右的。我們不斷的讓base=base目的即是累乘,以便隨時對ans做出貢獻。

其中要理解base*=base這一步:因為 basebase==base2,下一步再乘,就是base2base2==base4,然後同理 base4base4=base8,由此可以做到base–>base2–>base4–>base8–>base16–>base32…指數正是 2^i ,再看上面的例子,a¹¹= a1a2*a8,這三項就可以完美解決了,快速冪就是這樣。

順便囉嗦一句,由於指數函式是**增長的函式,所以很有可能會爆掉int的範圍,根據題意選擇 long long還是mod某個數自己看著辦。

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