Miller_Rabbin算法判断大素数
普通的素数测试我们有O(√ n)的试除算法。事实上,我们有O(s*log³n)的算法。
下面就介绍一下Miller_Rabbin算法思想:
定理一:假如p是质数,且(a,p)=1,那么a^(p-1)≡1(mod p)。即假如p是质数,且a,p互质,那么a的(p-1)次方除以p的余数恒等于1。(费马小定理)
定理二:如果p是一个素数,那么对于x(0<x<p),若x^2 mod p 等于1,则x=1或p-1。
它利用了费马小定理,即:如果p是质数,且a,p互质,那么a^(p-1) mod p恒等于1。也就是对于所有小于p的正整数a来说都应该复合a^(p-1) mod p恒等于1。那么根据逆否命题,对于一个p,我们只要举出一个a(a<p)不符合这个恒等式(就是a^(p-1) mod p恒等于1式子),则可判定p不是素数。Miller-rabin算法就是多次用不同的a来尝试p是否为素数。
但是每次尝试过程中还做了一个优化操作,以提高用少量的a检测出p不是素数的概率。这个优化叫做二次探测。它是根据一个定理:如果p是一个素数,那么对于x(0<x<p),若x^2 mod p 等于1,则x=1或p-1。逆否命题:如果对于x(0<x<p),若x^2 mod p 不等于1,则p不是素数。根据这个定理,我们要计算a^(p-1) mod p是否等于1时,可以这样计算,设p-1=(2^t) * k。我们从a^k开始,不断将其平方直到得到a^(p-1),一旦发现某次平方后mod p等于1了,那么说明符合了二次探测定理的逆否命题使用条件,立即检查x是否等于1或p-1,如果不是则可直接判定p为合数。
一些问题:
1、对于p-1=(2^t) * k这个t的找法,可以记录一下x(x表示(p-1))的二进制形式下末尾有多少0,比如二进制(1000)B代表的是十进制(8)D,8的二进制数形式下末尾0有3个,那么也就是8=(2^3)*1;再例如二进制(11000)B代表的是十进制(24)D,24的二进制数形式下末尾0有3个,那么也就是24=(2^3)*3
2、对于随机数a的生成,因为我们这个算法判断的是p这个数是不是素数,那么素数和任意一个数都互质,题目又有要求a<p所以就随机生成一个[1,p-1]范围内的数就行
3、这个算法的复杂度是O(s*log³n),这个s是我们提前定好的,因为上面说了我们用的是费马小定理的逆否命题,但是该定理的逆命题是不一定成立的,但是令人可喜的是大多数情况是成立的。所以我们可以多找几个数a来验证一下p是否是素数,找几个数,这个多少数就是s
可以证明,使用以上两个定理以后,检验s次出错的概率至多为2^(-s),所以这个算法是很可靠的。
1 #include<stdio.h>
2 #include<string.h>
3 #include<iostream>
4 #include<algorithm>
5 #include<queue>
6 #include<map>
7 #include<vector>
8 #include<math.h>
9 #define mem(a,x) memset(a,x,sizeof(a))
10 using namespace std;
11 typedef long long LL;
12 const int maxn=50005;
13 const int mod=26;
14 const int INF=0x3f3f3f3f;
15 const int Times = 10;
16 const int N = 5500;
17 LL ct, cnt;
18 LL fac[N], num[N];
19 LL gcd(LL a, LL b) //求两数最大公因子
20 {
21 return b? gcd(b, a % b) : a;
22 }
23 LL multi(LL a, LL b, LL m) //快速乘
24 {
25 LL ans = 0;
26 a %= m;
27 while(b)
28 {
29 if(b & 1)
30 {
31 ans = (ans + a) % m;
32 b--;
33 }
34 b >>= 1;
35 a = (a + a) % m;
36 }
37 return ans;
38 }
39 LL pow(LL a, LL b, LL m) //快速幂
40 {
41 LL ans = 1;
42 a %= m;
43 while(b)
44 {
45 if(b & 1)
46 {
47 ans = multi(ans, a, m);
48 b--;
49 }
50 b >>= 1;
51 a = multi(a, a, m);
52 }
53 return ans;
54 }
55 bool Miller_Rabin(LL n) //判断是不是素数
56 {
57 if(n == 2) return true;
58 if(n < 2 || !(n & 1)) return false;
59 LL m = n - 1;
60 int k = 0;
61 while((m & 1) == 0)
62 {
63 k++; //这个k就是我们讲的时候的t
64 m >>= 1; //这个m就是k
65 }
66 for(int i=0; i<Times; i++) //Times就是我们事先定义的s(要找a的个数)
67 {
68 LL a = rand() % (n - 1) + 1; //找一个[1,n-1]内的任意数
69 LL x = pow(a, m, n);
70 LL y = 0;
71 for(int j=0; j<k; j++)
72 {
73 y = multi(x, x, n);
74 if(y == 1 && x != 1 && x != n - 1) return false;
75 x = y;
76 }
77 if(y != 1) return false;
78 }
79 return true;
80 }
81 int main()
82 {
83 LL n;
84 while(cin>>n)
85 {
86 if(Miller_Rabin(n))
87 printf("是素数\n");
88 else printf("不是素数\n");
89 }
90 return 0;
91 }
Miller_Rabbin算法判断大素数的更多相关文章
- Miller_Rabbin算法判断大素数,Pollard_rho算法进行质因素分解
Miller-rabin算法是一个用来快速判断一个正整数是否为素数的算法.它利用了费马小定理,即:如果p是质数,且a,p互质,那么a^(p-1) mod p恒等于1.也就是对于所有小于p的正整数a来说 ...
- GCDLCM 【米勒_拉宾素数检验 (判断大素数)】
GCDLCM 题目链接(点击) 题目描述 In FZU ACM team, BroterJ and Silchen are good friends, and they often play some ...
- 重复造轮子之RSA算法(一) 大素数生成
出于无聊, 打算从头实现一遍RSA算法 第一步, 大素数生成 Java的BigInteger里, 有个现成的方法 public static BigInteger probablePrime(int ...
- 与数论的爱恨情仇--01:判断大素数的Miller-Rabin
在我们需要判断一个数是否是素数的时候,最容易想到的就是那个熟悉的O(√n)的算法.那个算法非常的简单易懂,但如果我们仔细想想,当n这个数字很大的时候,这个算法其实是不够用的,时间复杂度会相对比较高. ...
- 记一次使用快速幂与Miller-Rabin的大素数生成算法
大家都知道RSA的加密的安全性就是能够找到一个合适的大素数,而现在判断大素数的办法有许多,比如Fermat素性测试或者Miller-Rabin素性测试,而这里我用了Miller-Rabin素性测试的算 ...
- POJ 1811 大素数判断
数据范围很大,用米勒罗宾测试和Pollard_Rho法可以分解大数. 模板在代码中 O.O #include <iostream> #include <cstdio> #inc ...
- HDU 4910 Problem about GCD 找规律+大素数判断+分解因子
Problem about GCD Time Limit: 2000/1000 MS (Java/Others) Memory Limit: 32768/32768 K (Java/Others ...
- 【算法编程】基于Miller-Rabin的大素数测试
基本原理: 费尔马小定理:如果p是一个素数,且0<a<p,则a^(p-1)%p=1. 利用费尔马小定理,对于给定的整数n,可以设计素数判定算法,通过计算d=a^(n-1)%n ...
- (Miller Rabin算法)判断一个数是否为素数
1.约定 x%y为x取模y,即x除以y所得的余数,当x<y时,x%y=x,所有取模的运算对象都为整数. x^y表示x的y次方.乘方运算的优先级高于乘除和取模,加减的优先级最低. 见到x^y/z这 ...
随机推荐
- unixbench性能测试跑分工具
UnixBench是一个类unix系(Unix,BSD,Linux)统下的性能测试工具,一个开源工具,被广泛用与测试linux系统主机的性能 所谓跑分工具,不仅各项的测试有得分,最后跑完也会有一个综合 ...
- 敏感信息泄露 - Pikachu
概述: 由于后台人员的疏忽或者不当的设计,导致不应该被前端用户看到的数据被轻易的访问到. 比如:---通过访问url下的目录,可以直接列出目录下的文件列表;---输入错误的url参数后报错信息里面包含 ...
- kafka(一)入门
一.消息引擎系统 这类系统引以为豪的消息传递属性,像引擎一样,具备某种能量转换传输的能力 消息引擎系统是一组规范,企业利用这组规范在不同系统之间传递语义准确的消息,实现松耦合的异步式数据传递.通俗地讲 ...
- EL&Filter&Listener:EL表达式和JSTL,Servlet规范中的过滤器,Servlet规范中的监听器,观察着设计模式,监听器的使用,综合案例学生管理系统
EL&Filter&Listener-授课 1 EL表达式和JSTL 1.1 EL表达式 1.1.1 EL表达式介绍 *** EL(Expression Language):表达式语言 ...
- Django的数据库读写分离
Django的数据库读写分离 1.首先是配置数据库 在settings.py文件中增加多个数据库的配置: DATABASES = { 'default': { 'ENGINE': 'django.db ...
- 前端面试准备笔记之JavaScript(01)
1.1 typeof 能判断哪些类型? typeof可以识别所有的值类型 typeof可以识别函数 //function typeof可以判断是否是引用类型(不可以再细分) //object 1.2 ...
- ryu安装
$ python3 -V Python 3.7.2 $ git clone https://github.com/faucetsdn/ryu.git $ cd ryu $ sudo pip3 inst ...
- navicat premium 11.0.17 破解版
下载地址: 链接:https://pan.baidu.com/s/1zBoKRAaQZb2p2weelJpKMQ 提取码:b8dd 一款功能强大的数据库管理工具Navicat Premiu ...
- (13)-Python3之--获取当前时间
1.导入datetime模块 import datetime 2.获取当前日期和时间 import datetime now_time = datetime.datetime.now() print( ...
- jQuery 文本段落展开和折叠效果
jQuery 文本段落展开和折叠效果 <!DOCTYPE html> <head> <meta http-equiv="Content-Type" c ...