BSGS算法

\(Baby Step Giant Step\)算法,即大步小步算法,缩写为\(BSGS\)

拔山盖世算法

它是用来解决这样一类问题

\(y^x = z (mod\ p)\),给定\(y,z,p>=1\)求解\(x\)

普通的\(BSGS\)只能用来解决\(gcd(y,p)=1\)的情况

设\(x=a*m+b, m=\lceil \sqrt p \rceil, a\in[0,m), b\in[0,m)\)

那么\(y^{a*m}=z*y^{-b} (mod\ p)\)

怎么求解,为了方便,设\(x=a*m-b\)

那么\(y^{a*m}=z*y^b(mod \ p), a\in(0,m+1]\)

直接暴力辣,把右边的\(b\)枚举\([0,m)\),算出\(z*y^b(mod \ p)\),哈希存起来

然后左边\(a\)枚举\((0, m+1]\),算出\(y^{a*m}(mod \ p)\)查表就行了

然后不知道为什么要用\(exgcd\),只会\(map\)...

代码

[SDOI2011]计算器

# include <bits/stdc++.h>
# define RG register
# define IL inline
# define Fill(a, b) memset(a, b, sizeof(a))
using namespace std;
typedef long long ll; template <class Int>
IL void Input(RG Int &x){
RG int z = 1; RG char c = getchar(); x = 0;
for(; c < '0' || c > '9'; c = getchar()) z = c == '-' ? -1 : 1;
for(; c >= '0' && c <= '9'; c = getchar()) x = (x << 1) + (x << 3) + (c ^ 48);
x *= z;
} IL void None(){
puts("Orz, I cannot find x!");
} int p; IL int Pow(RG ll x, RG ll y){
RG ll ret = 1;
for(; y; x = x * x % p, y >>= 1)
if(y & 1) ret = ret * x % p;
return ret;
} map <int, int> pw; IL void BSGS(RG int x, RG int y){
pw.clear();
if(y == 1){
puts("0");
return;
}
RG int ans = -1, m = sqrt(p) + 1, xx, s = y;
for(RG int i = 0; i < m; ++i){
pw[s] = i;
s = 1LL * s * x % p;
}
xx = Pow(x, m), s = 1;
for(RG int i = 1; i <= m + 1; ++i){
s = 1LL * s * xx % p;
if(pw.count(s)){
ans = i * m - pw[s];
break;
}
}
if(ans < 0) None();
else printf("%d\n", ans);
} int T, k, y, z; int main(RG int argc, RG char* argv[]){
for(Input(T), Input(k); T; --T){
Input(y), Input(z), Input(p);
if(k == 1) printf("%d\n", Pow(y, z));
else if(k == 2){
RG int d = (y % p) ? 1 : p;
if(z % d) None();
else printf("%lld\n", 1LL * Pow(y, p - 2) * z % p);
}
else{
if(y % p) BSGS(y % p, z % p);
else None();
}
}
return 0;
}

扩展BSGS

对于\(gcd(y, p)\ne1\)怎么办?

我们把它写成\(y*y^{x-1}+k*p=z, k\in Z\)的形式

根据\(exgcd\)的理论

那么如果\(y,p\)的\(gcd\)不是\(z\)的约数就不会有解

设\(d=gcd(y,p)\)

那么

\[\frac{y}{d}*y^{x-1}+k*\frac{p}{d}=\frac{z}{d}
\]

递归到\(d=1\)

设之间的所有的\(d\)的乘积为\(g\),递归\(c\)次

令\(x'=x-c, p'=\frac{p}{g},z'=\frac{z}{g}\)

那么

\[y^{x'}*\frac{y^c}{g}=z'(mod \ p')
\]

那么\(BSGS\)求解就好了

代码

SPOJMOD Power Modulo Inverted

# include <bits/stdc++.h>
# define RG register
# define IL inline
# define Fill(a, b) memset(a, b, sizeof(a))
# define File(a) freopen(a".in", "r", stdin), freopen(a".out", "w", stdout)
using namespace std;
typedef long long ll; template <class Int>
IL void Input(RG Int &x){
RG int z = 1; RG char c = getchar(); x = 0;
for(; c < '0' || c > '9'; c = getchar()) z = c == '-' ? -1 : 1;
for(; c >= '0' && c <= '9'; c = getchar()) x = (x << 1) + (x << 3) + (c ^ 48);
x *= z;
} map <int, int> pw; IL int Gcd(RG int x, RG int y){
return !y ? x : Gcd(y, x % y);
} IL int Pow(RG ll x, RG ll y, RG int p){
RG ll ret = 1;
for(; y; x = x * x % p, y >>= 1)
if(y & 1) ret = ret * x % p;
return ret;
} int a, b, p; IL int EX_BSGS(){
if(b == 1) return 0;
pw.clear();
RG int cnt = 0, t = 1, s, x, m;
for(RG int d = Gcd(a, p); d != 1; d = Gcd(a, p)){
if(b % d) return -1;
++cnt, b /= d, p /= d, t = 1LL * t * a / d % p;
if(b == t) return cnt;
}
s = b, m = sqrt(p) + 1;
for(RG int i = 0; i < m; ++i){
pw[s] = i;
s = 1LL * s * a % p;
}
x = Pow(a, m, p), s = t;
for(RG int i = 1; i <= m; ++i){
s = 1LL * s * x % p;
if(pw.count(s)) return i * m - pw[s] + cnt;
}
return -1;
} int ans; int main(RG int argc, RG char* argv[]){
for(Input(a), Input(p), Input(b); a + b + p;){
a %= p, b %= p, ans = EX_BSGS();
if(ans < 0) puts("No Solution");
else printf("%d\n", ans);
Input(a), Input(p), Input(b);
}
return 0;
}

BSGS算法及扩展的更多相关文章

  1. BSGS算法及其扩展

    bsgs算法: 我们在逆元里曾经讲到过如何用殴几里得求一个同余方程的整数解.而\(bsgs\)就是用来求一个指数同余方程的最小整数解的:也就是对于\(a^x\equiv b \mod p\) 我们可以 ...

  2. BSGS算法学习笔记

    从这里开始 离散对数和BSGS算法 扩展BSGS算法 离散对数和BSGS算法 设$x$是最小的非负整数使得$a^{x}\equiv b\ \ \ \pmod{m}$,则$x$是$b$以$a$为底的离散 ...

  3. BSGS算法总结

    BSGS算法总结 \(BSGS\)算法(Baby Step Giant Step),即大步小步算法,用于解决这样一个问题: 求\(y^x\equiv z\ (mod\ p)\)的最小正整数解. 前提条 ...

  4. BSGS算法+逆元 POJ 2417 Discrete Logging

    POJ 2417 Discrete Logging Time Limit: 5000MS   Memory Limit: 65536K Total Submissions: 4860   Accept ...

  5. BSGS算法解析

    前置芝士: 1.快速幂(用于求一个数的幂次方) 2.STL里的map(快速查找) 详解 BSGS 算法适用于解决高次同余方程 \(a^x\equiv b (mod p)\) 由费马小定理可得 x &l ...

  6. 【codevs 1565】【SDOI 2011】计算器 快速幂+拓展欧几里得+BSGS算法

    BSGS算法是meet in the middle思想的一种应用,参考Yveh的博客我学会了BSGS的模版和hash表模板,,, 现在才会hash是不是太弱了,,, #include<cmath ...

  7. bzoj2242: [SDOI2011]计算器 && BSGS 算法

    BSGS算法 给定y.z.p,计算满足yx mod p=z的最小非负整数x.p为质数(没法写数学公式,以下内容用心去感受吧) 设 x = i*m + j. 则 y^(j)≡z∗y^(-i*m)) (m ...

  8. 浅谈Manacher算法与扩展KMP之间的联系

    首先,在谈到Manacher算法之前,我们先来看一个小问题:给定一个字符串S,求该字符串的最长回文子串的长度.对于该问题的求解.网上解法颇多.时间复杂度也不尽同样,这里列述几种常见的解法. 解法一   ...

  9. [BSGS算法]纯水斐波那契数列

    学弟在OJ上加了道"非水斐波那契数列",求斐波那契第n项对1,000,000,007取模的值,n<=10^15,随便水过后我决定加一道升级版,说是升级版,其实也没什么变化,只 ...

随机推荐

  1. Elasticsearch之配置详解

    Cluster 集群名称,默认为elasticsearch: cluster.name: elasticsearch 设置一个节点的并发数量,有两种情况,一种是在初始复苏过程中: cluster.ro ...

  2. CSS颜色代码 颜色值 颜色名字大全

    颜色值 CSS 颜色使用组合了红绿蓝颜色值 (RGB) 的十六进制 (hex) 表示法进行定义.对光源进行设置的最低值可以是 0(十六进制 00).最高值是 255(十六进制 FF).从 0 到 25 ...

  3. shell脚本--操作MySQL数据库

    其实就是一个很简单的套路,和其他语言差不多,首先连接数据库,然后在进行其他操作. 套路如下: #!/bin/bash mysql="mysql -uroot -proot" #连接 ...

  4. js压箱底的宝贝

    框架的确好用, 不过他们也隐藏了JavaScript中丑陋的细节和DOM的运作机制. 如果你的目标是敢于自称"我懂JavaScript", 那么花时间学习框架无异于南辕北辙. 下面 ...

  5. C#设计模式之4:装饰者模式

    装饰者模式 背景是有一家星巴兹咖啡店,由于客源充足,所以决定重新设计他们的收费系统,以前的收费系统中只定义了一个表示饮料的Beverage的基类,它里面定义了一个Cost的方法用来计算饮料的花费,但是 ...

  6. tomcat8.0部署启动

    http://tomcat.apache.org/download-80.cgi 打开命令行提示符窗口, 进入Tomcat安装目录, 进入bin目录下, 输入:service.bat install  ...

  7. [转帖]windows+xshell+xming访问非桌面版Linux服务器

    windows+xshell+xming访问非桌面版Linux服务器 2016年06月05日 00:09:11 jxxiaohou 阅读数:11996 标签: Linux 更多 个人分类: Linux ...

  8. python之路--字典

    一. 字典 字典是以key:value的形式来保存数据的,用{}表示 字典的增删改查 字典的增加 dic = {"意大利": "李云龙", "美国&q ...

  9. macOS & USB stick

    macOS & USB stick why macOS can only read USB stick, can not write files to USB stick macos 无法写文 ...

  10. MySQL系列:索引基本操作(4)

    1. 索引简介 索引是一种特殊的数据库结构,可以用来快速查询数据中的特定记录. MySQL中索引包括:普通索引.唯一性索引.全文索引.单列索引.多列索引和空间索引等. 1.1 索引定义 索引由数据库表 ...