快速幂,顾名思义,快速幂就是快速算底数的n次幂。其时间复杂度为 O(log₂N), 与朴素的O(N)相比效率有了极大的提高。
快速幂运用了位运算。
例如
11的二进制是1011
11 = 2³×1 + 2²×0 + 2¹×1 + 2º×1
因此,我们将a¹¹转化为算
这样就大大的减少了运算的步数。
重要知识点:&运算通常用于二进制取位操作,例如一个数 & 1 的结果就是取二进制的最末位。还可以判断奇偶x&1==0为偶,x&1==1为奇。
>>运算比较单纯,二进制去掉最后一位,不多说,代码实现
同时数据较大时注意取模运算
1.(a*b) mod M=(a mod M)*(b mod M) mod M;
2.(a+b) mod M=(a mod M+b mod M) mod M;
3.(a/b) mod M=(a*b^(M-2)) mod M;(费马小定理)
1 int pow4(int a,int b){ 2 int r=1,base=a; 3 while(b){ 4 if(b&1) r*=base; 5 base*=base; 6 b>>=1; 7 } 8 return r; 9 }
其中要理解base*=base这一步,看:::base*base==base^2,下一步再乘,就是base^2*base^2==base^4,然后同理 base^4*base4=base^8,,,,,see?是不是做到了base-->base^2-->base^4-->base^8-->base^16-->base^32.......指数正是 2^i 啊,再看上 面的例子,a¹¹= a^(2^0)*a^(2^1)*a^(2^3),这三项是不是完美解决了,,嗯,快速幂就是这样。
就是说根据二进制位数往前面走,而base就以此赋值变成2的各个位置上面的值,这样就能直接进行快速运算了。