BSGS 和扩展
BSGS
BSGS,全称叫 BabyStepGiantStep,也就是大步小步
其实还是比较暴力的
它可以\(O(\sqrt p)\)的复杂度内解出:
\]
中\(x\)的值
如果\(\gcd(a,p)\neq 1\)就要用到 exBSGS 了
我们考虑令\(x=im-k,0\le k<m\)
那么原式变为
\]
\]
那么,我肯可以枚举\(k\in[0,m)\),计算出\(na^k\bmod p\)的值,然后把对应的\(k\)存下来
可以用map或 hash,用map会多一个\(\log\)
然后,再枚举\(i\in[0,\lceil\frac{p}{m}\rceil]\),计算出\(a^{im}\bmod p\)
然后看一看之前有没有一个\(k\),使得\(na^k\equiv a^{im}\pmod p\),且\(im>=k\)
如果有,那么答案肯定就是\(im-k\)
如果一直没找到,那么就无解
复杂度是\(O(\max(m,\frac{p}{m} ))\),显然,让\(m=\lceil \sqrt p \rceil\)时最优,即为\(O(\sqrt p)\)
但是,我们考虑的只是\(x\in[1,p]\)的情况,那为什么要找的这个\(x\)一定满足这样的性质呢?
首先\(\gcd(a,p)=1\),满足欧拉定理的条件,也就是会有\(a^{\varphi(p)}\equiv 1\pmod p\Rightarrow a^{q\varphi(p)}\equiv 1\pmod p,q\in\mathbb{N^*}\)
那么,\(k\bmod \varphi(p)=k-q\varphi(p)<\varphi(p)<p\)
则\(a^{k\bmod \varphi(p)}=\dfrac{a^k}{a^{q\varphi(p)}}\)
又由于那个分母在\(\bmod p\)中同余于\(1\)
所以\(a^{k\bmod \varphi(p)}\equiv a^k\pmod p\)
则可以得知,要求的最小的\(x\),如果有解,一定满足\(x<\varphi(p)<p\)
模板题:P3846 [TJOI2007] 可爱的质数
这题保证了\(a,n<p\),所以不需要一些奇奇怪怪的特判
#include<cstdio>
#include<algorithm>
#include<iostream>
#include<cmath>
#include<iomanip>
#include<cstring>
#include<map>
#define reg register
#define EN std::puts("")
#define LL long long
inline int read(){
register int x=0;register int y=1;
register char c=std::getchar();
while(c<'0'||c>'9'){if(c=='-') y=0;c=std::getchar();}
while(c>='0'&&c<='9'){x=x*10+(c^48);c=std::getchar();}
return y?x:-x;
}
std::map<int,int>map;
inline int power(int a,int b,int p){
int ret=1;
while(b){
if(b&1) ret=1ll*ret*a%p;
b>>=1;a=1ll*a*a%p;
}
return ret;
}
inline int BSGS(int a,int n,int p){
reg int m=std::ceil(std::sqrt(p));
for(reg int i=0,s=n;i<m;i++,s=1ll*s*a%p) map[s]=i;
for(reg int i=0,tmp=power(a,m,p),s=1;i<=m;i++,s=1ll*s*tmp%p)
if(map.find(s)!=map.end())
if(i*m>=map[s]) return i*m-map[s];
return -1;
}
int main(){
int p=read(),a=read(),n=read();
LL ans=BSGS(a,n,p);
ans==-1?std::puts("no solution"):std::printf("%lld",ans);
return 0;
}
exBSGS
用于处理上面哪个问题\(\gcd(a,p)\neq 1\)的情况
有些细节稍显恶心(其实还好
首先,原来那个同余方程可以等价的写成:
\]
设\(\gcd(a,p)=d\)
由于斐蜀定理,这个式子有解的充要条件是\(d\mid n\),否则直接返回无解
那么上面的式子就是:
\]
此时,\(a^{x-1}\rightarrow a^x,\frac{p}{d}\rightarrow p,\frac{n}{d}\rightarrow n\)
那么一直递归,直到\(\gcd(a,p)=1\)
所以此时设一共递归了\(cnt\)次,这所有次递归的\(d\)的乘积是\(d\)(用一个字母说起来省事
原式就是
\]
那么我们就用\(a'=a,n'=\frac{n}{d},p'=\frac{p}{d}\)来跑一次 BSGS 就行了
当然,答案还要再加上\(cnt\)
而且,还有一个\(\dfrac{a^{cnt}}{d}\)的系数要乘上,具体对应代码中的变量ad,要传参到 BSGS 的函数里
模板题:SP3105 MOD - Power Modulo Inverted,P4195 【模板】exBSGS
还是双倍经验,但是这个不保证\(a,n<p\),所以要先模一下,然后判断一下是不是等于\(0\),具体看代码
而且这个还卡常,必须要用unordered_map,它的内部实现是哈希表,而map是红黑树,前者构建好像稍慢,但是查询快,适合这个题
话说我写这题的时候听说卡常,然后T了以后猛卡常数,结果后来发现是写法错了,于是就对着错误的程序卡了一晚上常直至自闭
不过是 c++11 的东西,noip可能不能用,编译时要加上-std=c++11
当然写 hash 也可以,但我不太会/kk
#include<cstdio>
#include<map>
#include<algorithm>
#include<iostream>
#include<cmath>
#include<iomanip>
#include<cstring>
#include<unordered_map>
#define reg register
#define EN std::puts("")
#define LL long long
inline int read(){
register int x=0;register int y=1;
register char c=std::getchar();
while(c<'0'||c>'9'){if(c=='-') y=0;c=std::getchar();}
while(c>='0'&&c<='9'){x=x*10+(c^48);c=std::getchar();}
return y?x:-x;
}
std::unordered_map<int,int>map;
int gcd(int a,int b){return b?gcd(b,a%b):a;}
inline int BSGS(int a,int n,int p,int ad){
map.clear();
reg int m=std::ceil(std::sqrt(p));
reg int s=1;
for(reg int i=0;i<m;i++,s=1ll*s*a%p) map[1ll*s*n%p]=i;
for(reg int i=0,tmp=s,s=ad;i<=m;i++,s=1ll*s*tmp%p)
if(map.find(s)!=map.end())
if(1ll*i*m-map[s]>=0) return 1ll*i*m-map[s];
return -1;
}
inline int exBSGS(int a,int n,int p){
a%=p;n%=p;
if(n==1||p==1) return 0;
reg int cnt=0;
reg int d,ad=1;
while((d=gcd(a,p))^1){
if(n%d) return -1;
cnt++;n/=d;p/=d;
ad=(1ll*ad*a/d)%p;
if(ad==n) return cnt;
}
// std::printf("a: %d n: %d p: %d ad:%d\n",a,n,p,ad);
LL ans=BSGS(a,n,p,ad);
if(ans==-1) return -1;
return ans+cnt;
}
signed main(){
int a=read(),p=read(),n=read();
while(a||p||n){
int ans=exBSGS(a,n,p);
if(~ans) std::printf("%d\n",ans);
else std::puts("No Solution");
a=read();p=read();n=read();
}
return 0;
}
BSGS 和扩展的更多相关文章
- BSGS与扩展BSGS
BSGS \(BSGS\)算法又称大步小步\((Baby-Step-Giant-Step)\)算法 \(BSGS\)算法主要用于解以下同余方程 \[A^x\equiv B(mod\ p)\]其中\(( ...
- BSGS及扩展BSGS总结(BSGS,map)
蒟蒻哪里有什么总结,只能点击%YL% 还有这位ZigZagK大佬的blog \(\mbox{BSGS}\) 模板题:洛谷P3846 [TJOI2007]可爱的质数 给定\(a,b\)和模数\(\mbo ...
- BSGS和扩展BSGS
BSGS: 求合法的\(x\)使得\(a ^ x \quad mod \quad p = b\) 先暴力预处理出\(a^0,a^1,a^2.....a^{\sqrt{p}}\) 然后把这些都存在map ...
- BSGS及其扩展
目录 定义 原理 朴素算法 数论分块 例题 Luogu2485 [SDOI2011]计算器 题解 代码 扩展 例题 Luogu4195 [模板]exBSGS/Spoj3105 Mod 代码 之前写了一 ...
- BSGS及扩展BSGS算法及例题
\(BSGS(baby-step-giant-step)\)算法是用来解高次同余方程的最小非负整数解的算法,即形如这个的方程: \(a^x\equiv b(mod\ p)\) 其中\(p\)为质数(其 ...
- Codeforces 1106F Lunar New Year and a Recursive Sequence (数学、线性代数、线性递推、数论、BSGS、扩展欧几里得算法)
哎呀大水题..我写了一个多小时..好没救啊.. 数论板子X合一? 注意: 本文中变量名称区分大小写. 题意: 给一个\(n\)阶递推序列\(f_k=\prod^{n}_{i=1} f_{k-i}b_i ...
- 数论算法 剩余系相关 学习笔记 (基础回顾,(ex)CRT,(ex)lucas,(ex)BSGS,原根与指标入门,高次剩余,Miller_Rabin+Pollard_Rho)
注:转载本文须标明出处. 原文链接https://www.cnblogs.com/zhouzhendong/p/Number-theory.html 数论算法 剩余系相关 学习笔记 (基础回顾,(ex ...
- 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 ...
- Discrete Logging(POJ2417 + BSGS)
题目链接:http://poj.org/problem?id=2417 题目: 题意: 求一个最小的x满足a^x==b(mod p),p为质数. 思路: BSGS板子题,推荐一篇好的BSGS和扩展BS ...
随机推荐
- docker、docker-compose安装,卸载
docker win10安装 一.安装 https://www.docker.com/docker-windows 二.设置 控制面板-->程序-->Hyper-V linux安装: ht ...
- 10.6 IoStudentManager
package day11_io_student.student_demo; public class Student { private String id; private String name ...
- Array(数组)对象-->concat() 方法
1.定义和用法 concat() 方法用于连接两个或多个字符串. 语法: string.concat(string1, string2, ..., stringX) 举例: var str1='hel ...
- python3(三十七) filepath
""" file path """ __author__on__ = 'shaozhiqi 2019/9/23' # !/usr/bin/e ...
- Mac配置hosts文件
说明:工作里面有时候会遇到内网办公的环境,需要对使用的IP和地址进行配置到hosts文件内,所以记录一下: 1,Windows配置hosts Windows里面直接打开文件夹,可进行找到system/ ...
- JAVA开发中相对路径,绝对路径全面总结
JAVA开发中相对路径,绝对路径全面总结 博客分类: Java综合 JavaJSP应用服务器Servlet网络应用 1.基本概念的理解 绝对路径:绝对路径就是你的主页上的文件或目录在硬盘上真正的路径, ...
- 数据结构和算法(Golang实现)(12)常见数据结构-链表
链表 讲数据结构就离不开讲链表.因为数据结构是用来组织数据的,如何将一个数据关联到另外一个数据呢?链表可以将数据和数据之间关联起来,从一个数据指向另外一个数据. 一.链表 定义: 链表由一个个数据节点 ...
- Python工业互联网监控项目实战3—websocket to UI
本小节继续演示如何在Django项目中采用早期websocket技术原型来实现把OPC服务端数据实时推送到UI端,让监控页面在另一种技术方式下,实时显示现场设备的工艺数据变化情况.本例我们仍然采用比较 ...
- 如何让一张图片变成二值图像?python+opencv图像处理
前言 文的文字及图片来源于网络,仅供学习.交流使用,不具有任何商业用途,版权归原作者所有,如有问题请及时联系我们以作处理. 作者:张熹熹 PS:如有需要Python学习资料的小伙伴可以加点击下方链接自 ...
- stand up meeting 11/18/2015
今日工作总结: 冯晓云:完成C#版本API的class library编译,尝试与主程序进行通信:昨天临时通知让用C++封装,不解!!![后续:我用C#做了一个查词的APP,调用的就是这个API的DL ...