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ZeroJudge - f729: 大數(shù)冪 解題心得

Not In My Back Yard | 2021-04-15 02:34:00 | 巴幣 0 | 人氣 530

題目連結(jié):


題目大意:
輸入第一列給定一正整數(shù) t (1 ≦ t ≦ 100000),代表有 t 筆測(cè)試資料,每筆佔(zhàn)一列。每列給定兩整數(shù) a 、 b (0 ≦ a ≦ 2147483647,b 不超過(guò) 700 個(gè)位數(shù)長(zhǎng)),代表有一個(gè)十進(jìn)位的數(shù)字 a 以及一個(gè)八進(jìn)位數(shù)字 b。試問(wèn)十進(jìn)位制下 a ^ b 除以十進(jìn)位數(shù)字 10 ^ 9 + 7 的餘數(shù)為何?



範(fàn)例輸入:
2
3 10
2 15


範(fàn)例輸出:
6561
8192


解題思維:
首先,10 ^ 9 + 7(也就是 1000000007)是一個(gè)質(zhì)數(shù)。接著,有一個(gè)強(qiáng)大的定理叫做
費(fèi)馬小定理(Fermat's Little Theorem)
其內(nèi)容基本上是
a ^ (p - 1) ≡ 1 (mod p)
其中 a 為任意整數(shù)、 p 為一質(zhì)數(shù)且「mod」意旨取餘數(shù)之操作。

而因?yàn)榇畏綌?shù) b 可以很大,再加上我們要求的是取 10 ^ 9 + 7 的餘數(shù),因此我們可以藉由上面的定理將 b 變小。

可以看到本題中 p = 10 ^ 9 + 7,因此每 p - 1 次方餘數(shù)就會(huì)回到 1 。因此我們實(shí)際上只需要知道 a ^ (b mod (p - 1)) 便可以知道 a ^ b mod p 的餘數(shù)為何。

而不須大數(shù)運(yùn)算便可以求得 b mod (p - 1) 之值,我們只需要利用餘數(shù)的性質(zhì)即可——取餘數(shù)之操作的先後順序不影響同餘性(參見(jiàn)這題)。

最後,計(jì)算 a ^ (b mod (p - 1)) 需要利用快速冪之技巧??梢詤⒁?jiàn)這題。




此次分享到此為止,如有任何更加簡(jiǎn)潔的想法或是有說(shuō)明不清楚之地方,也煩請(qǐng)各位大大撥冗討論。

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