快速幂
- 一、意义
- 1. 快速幂
- 2. 时间复杂度
- 二、思想
- 1. 模运算规则
- 2. 幂的意义
- 三、程序模板
一、意义
1. 快速幂
快速幂是一种通过快速计算一个数的幂的方法。它主要用于对大数进行幂运算,以减少计算时间。
2. 时间复杂度
将一个数的幂表示为指数表达式,例如 a b a^b ab,其中 a a a 是底数, b b b 是指数。传统的幂运算需要将底数 a a a 乘自身 b − 1 b-1 b−1 次,这样的计算复杂度为 O ( b ) O(b) O(b)。快速幂的计算复杂度为 O ( log b ) O(\log b) O(logb),相比传统幂运算的 O ( b ) O(b) O(b),可以大大减少计算时间。因此,在需要进行大数的幂运算时,可以使用快速幂方法来提高效率。
二、思想
1. 模运算规则
( a × b ) % p = ( ( a % p ) × ( b % p ) ) % p (a\times b)\%p=((a\%p)\times(b\%p))\%p (a×b)%p=((a%p)×(b%p))%p
2. 幂的意义
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a b a^b ab 就是将底数 a a a 乘自身 b − 1 b-1 b−1 次。例如 3 8 = 3 × 3 × 3 × 3 × 3 × 3 × 3 × 3 3^8=3\times3\times3\times3\times3\times3\times3\times3 38=3×3×3×3×3×3×3×3
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当 b b b 为偶数的时候,我们可以进行转变,更加快速地运算,例如: 3 8 = 9 2 3^8=9^2 38=92;当 b b b 为奇数的时候,将多余的数字再相乘就可以了。
三、程序模板
下方展示取后三位的快速幂程序:
#include <iostream>
using namespace std;int x; // 底数
int n; // 指数 int quickPow(int x, int n)
{int ans = 1; // 累乘器 while (n) // 还未除到0 {if (n % 2 == 1){ans = ans * x % 1000; // 将多余的数提取出来 }n /= 2; // 指数除以2 x = x * x % 1000; // 底数乘本身 }return ans;
}int main()
{int x, n;cin >> x >> n;cout << quickPow(x, n);return 0;
}