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数论学习日记二—利用扩展欧几里得求逆元

最近学习了扩展欧几里得和乘法逆元的关系,在这里写一下巩固一下记忆

 

扩展欧几里得是什么呢,在这就不详解了,可以自行百度,主要来说,对于 求解ax ≡ 1(mod n)来说,当gcd(a,n)=1时,证明逆元存在,若不等于1,则证明逆元不存在。

那么当逆元存在时,我们要如何求它的逆元呢?

 

 

首先是扩展欧几里得定理,先将式子转换成 ax-ny = 1 的形式,然后我们要通过扩展欧几里得定律去获得它的最大公约数,还有它的一组解 X0,Y0

 1 int exgcd(int a, int b, int &x, int &y)
 2 {
 3     if (b == 0)
 4     {
 5         x = 1;
 6         y = 0;
 7         return a;
 8     }
 9 
10     int mod = exgcd(b, a%b, x, y);
11     int tmp = x;
12     x = y;
13     y = tmp - (a / b)*y;
14     return mod;
15 }

 

然后是判断

1 int Inverse_element(int a, int n)
2 {
3     int gcd, x, y;
4     gcd = exgcd(a, n, x, y);
5     cout << x << endl;
6     if (gcd == 1)return (x%n + n) % n;
7     else return -1;
8 }

 

当gcd == 1时 证明此方程有解,并且前面已经通过扩展欧几里得定理得出了它的一组解 X, 然后我们可以通过(x%n +n )%n 防止 x 是负数情况,保证是以正整数返回。

最后是整个代码,这样,一个简单的求逆元的程序就出来了:

 1 #include<iostream>
 2 #include<malloc.h>
 3 #include<string>
 4 #include<cmath>
 5 #include<conio.h>
 6 
 7 using namespace std;
 8 
 9 int exgcd(int a, int b, int &x, int &y)
10 {
11     if (b == 0)
12     {
13         x = 1;
14         y = 0;
15         return a;
16     }
17 
18     int mod = exgcd(b, a%b, x, y);
19     int tmp = x;
20     x = y;
21     y = tmp - (a / b)*y;
22     return mod;
23 }
24 
25 int Inverse_element(int a, int n)
26 {
27     int gcd, x, y;
28     gcd = exgcd(a, n, x, y);
29     cout << x << endl;
30     if (gcd == 1)return (x%n + n) % n;
31     else return -1;
32 }
33 
34 int main(int argc, const char * argv[])
35 {
36     int a, n;
37     cin >> a >> n;
38     int mod = Inverse_element(a, n);
39     cout << mod <<endl;
40     _getch();
41     return 0;
42 }

 

posted @ 2019-07-03 16:05  eveilcoo  阅读(410)  评论(0编辑  收藏  举报