PS:求逆元的部分在文章最后。。。最好也看看前边的知识吧qwq
用筛法求素数的基本思想是:把从1开始的、某一范围内的正整数从小到大顺序排列, 1不是素数,首先把它筛掉。剩下的数中选择最小的数是素数,然后去掉它的倍数。依次类推,直到筛子为空时结束。(来自 百度百科)
一般的筛法(埃拉托斯特尼筛法)的效率是O(nlglgn),但出题人卡你可就凉了。。
(就不介绍了(逃))
下面我们来说O(n)的欧拉线性筛
埃筛之所以慢,是因为有些合数被重复筛除(如:6会被2和3重复筛)
但是欧拉筛保证
每一个数p,只会被其最小的素因子mp[p]筛一次
#define R register int const int M=1000010;int mp[M],//mp[i] 为i的最小素因子 prime[M],//prime[i] 代表2-n中的第i个质数 cnt;//素数计数 inline void Prime(int n)//筛的范围{ for(R i=2;i<=n;i++) { if(!mp[i]) prime[++cnt]=mp[i]=i; for(R j=1,k=i*prime[j];j<=cnt&&prime[j]<=m;i++) mp[k]=prime[j]; }}
也有一些别的写法,如
inline void Prime(int x){ for(int i=2;i<=x;i++) { if(!mp[i]) prime[++cnt]=i,mp[i]=i; for(int j=1;j<=cnt&&i*prime[j]<=x;j++) { mp[i*prime[j]]=prime[j]; if(i%prime[j]==0) break; //if(prime[j]>=mp[i]) break; } }}
if(i%prime[j]==0) break; 这个很重要qwq
若 i%prime[j]==0,则 i=k*prime[j](k为正整数).
如果不 break,下一个循环中的 mp(i*prime[j+1])=prime[j+1],
就是 mp(k*prime[j]*prime[j+1])=prime[j+1],
但 显然k*prime[j]*prime[j+1]的最小质因子为 prime[j] 而非 prime[j+1](prime[]数组中的素数是递增的)
所以应 break
if(prime[j]>=mp[i]) break;也可用这句话,一个意思,就是不能让 i乘上的质因子 大于 i的最小质因子
欧拉函数。。。
在数论,对正整数n,欧拉函数是小于n的数中与n互质的数的数目。此函数以其首名研究者欧拉命名,它又称为Euler's totient function、φ函数、欧拉商数等。 例如φ(8)=4,因为1,3,5,7均和8互质。
所以求某个φ(p)可以有很朴素(朴素的不行)的求法:
//就是枚举每个素因子inline int phi(int n) { R ans=1; for(R i=2;i*i<=n;++i) if(n%i==0) { n/=i; ans*=i-1; while(n%i==0) n/=i,ans*=i; } if(n>1) ans*=n-1; return ans;}
但如果求p∈[1,n],每个φ(p),那上面的算法就太菜了。
数论上的积性函数f(x)满足a与b互素时(a,b∈N+),f(a·b)=f(a)·f(b),f(1)=1;
而φ(p)就是一个积性函数。
此时可以利用刚学的欧拉筛
正确性:
1.φ(p)是一个积性函数,当a与b互素时,满足φ(a·b)=φ(a)·φ(b)。
2.当正整数p是素数时,φ(p)=p-1 (定义)
3.每个合数只会被筛到一次(前面说明过)。
4.当p是素数时,φ(pk)=(p-1)·(pk-1),因为有(p-1)个数与p互素
#define R register int const int N=10000010;int n,cnt,prime[N],p[N];bool vis[N];inline void Euler(int n){ vis[1]=true; for(R i=2;i<=n;i++) { if(!vis[i]) prime[++cnt]=i,p[i]=i-1; for(R j=1;j<=cnt&&i*prime[j]<=n;j++) { vis[i*prime[j]]=true; if(i%prime[j]==0) { p[i*prime[j]]=p[i]*prime[j]; break; } p[i*prime[j]]=(prime[j]-1)*p[i]; } }}//p[i]即为φ(i)
所以隆重推出......::::::
欧拉定理:
若p,a为正整数,且p,a互质,则:a^φ(p) ≡1 (mod p) (是不是有些眼熟)
其实欧拉定理相当于费马小定理的扩展
所以我们可用其求乘法逆元:
a*a^(φ(p)-1) ≡1 (mod p)
a^(φ(p)-1)即为a mod p 意义下的逆元
#include#include #include #define R register int#define ll long longusing namespace std;static ll a,p;inline ll q_pow(ll x,ll ind,ll mod){ x%=mod; register ll a=1; for(;ind;ind>>=1,(x*=x)%=mod) if(ind&1) (a*=x)%=mod; return a;}inline int phi(int n) { R ans=1; for(R i=2;i*i<=n;++i) if(n%i==0) { n/=i; ans*=i-1; while(n%i==0) n/=i,ans*=i; } if(n>1) ans*=n-1; return ans;}int main(){ scanf("%lld%lld",&a,&p); printf("%lld\n",q_pow(a,phi(p)-1,p)); return 0;}
如有错误,恳请您指正(我太菜了);如有不理解,可留言,我会尽量回复。。。(高中生(逃)。。)
by Jackpei 2019.2.13