数论—进位制
最近学了点数论的知识,关于进位制方面的。
1, 进位制
进位制已经很了解了,需要注意的就是两种进位制相互转化的问题了,但是相关的问题还是很多,要充分理解进制的概念,熟悉进制的表达。
2,快速幂取模
求: a^b mod c 的值
解:首先要知道,a^b mod c = [ (a mod c)^b ] mod c
直接枚举1~b的话必然会超时,我们就分类讨论一下:
a^b mod c = [ (a^2) mod c ]^(b div 2) mod c c为偶数
a^b mod c = [ (a^2) mod c ]^(b div 2)*a mod c c为奇数
很明显,时间复杂度降到了log(b)的级别,即使在b很大的时候也能快速求解。
由此可以得到伪代码如下:
1 scanf(“%d%d%d”,&a,&b,&c); 2 a%=c; ans=1; 3 4 while (b>0) { 5 if (b%2==1) ans= (ans*a) % c; 6 b/=2; a=(a*a) % c; 7 } 8 9 printf(“%d\n”,ans);
【例题一】自动取款机(黑皮书P225)
对于每个取款机设定一个状态a[i]表示在第i个取款机上是否进行了操作,1为真,0为假,那么一共需要支付的钱就是:∑a[i]*(-2)^i
在形式上我们可以想到的就是2进制数字,不过这个应该是个-2进制
也就是说我们要取出的钱是tot的话,那么把他转化成-2进制数每一位上对应的就是是否对当前取款机进行操作,也就是数组a[i]的值
另外,十进制转化成-2进制数字:
1,正数 --- 除2取余数,原数除2变负数
2,负偶数 --- 原数变成正数后除2
3,负奇数 –- 原数变成正数加1后除2,余数为1
==》遇到这类的问题,我们都应该先尽量想出求和的公式,就像这题,应该先找出取出钱数和的总公式,然后才可能发现规律。
【例题二】人类学家的烦恼(黑皮书P226)
前面的那部分数字假设是X ,那么后面的那一段应该是0…0到9…9,也就是说原数应该是X*10^n到(X+1)*(10^n)-1之间的
两边同时取以2为底的对数,可以得到:
Log2(X)+n*log2(10) ≤ E ≤ log2(X+1)+n*log2(10) 可以通过枚举n的值来得到这个E的最小值。
==》求数字的题目想办法把这个数字用其余变量表示出来,然后再考虑进一步求解。
【课后习题】
2.2.4反素数
要求不超过N的最大反素数,实际上就是求1~N之间约数最多的数
首先应该知道的是,反素数的质因数必然是连续的质数,因为如果有不连续的,必然存在至少一个比它小的数字,和它的质因子数一样!(使用了它不连续的那个跳过的数字)。
其次,对于这个数字X=πai^ti,其中ai是各个质数,必然有t1≥t2≥…≥tn,因为后面的数字多乘几次得到的数字一定比前面的数字大,那么前面一定有因子个数大于等于他的数字,就不可能是反素数。
由这两个条件可以进行搜索,枚举每一个质数的个数(要求递减),得到答案。