sgu 261

学习了元根的一些知识,哈哈。

总结一下:

几个概念:

阶:对于模数m和整数a,并且gcd(m,a)==1,那么定义a在模m下的阶r为满足ar=1 mod m的最小正整数。

性质1:r in [1,phi(m)]   (由欧拉定理)

性质2:r | phi(m)  ( ar=aphi(m) mod m,然后用反证法)

性质3:r 是整数a模m的阶当且仅当满足:1)ar=1 mod m   2) a r/p(r) ≠ 1 mod m (后面推前面也用反正法)。

元根:

如果对于一个模数m,存在一个数a,满足a在模m下的阶是phi(m),那么就称a是模数m的一个元根。

性质:所有质数有元根(更一般的,2,4,pe,2pe有元根,p是奇质数)

元根应用

元根依靠离散对数,将对数运算引入了模数的缩系下。从而可以解决很多数论中关于指数的问题。

indga=indgb mod phi(m) <=> a=b mod m

indgak=k indga mod phi(m)

indgab=indga+indgb mod phi(m)

  1 #include <cstdio>
  2 #include <cstring>
  3 #include <cmath>
  4 #include <vector>
  5 #include <algorithm>
  6 using namespace std;
  7 
  8 typedef long long dnt;
  9 
 10 const int mod = 8543;
 11 const int elen = 100010;
 12 struct Hash {
 13     int head[mod], val[elen], rat[elen], next[elen], etot;
 14     void init() {
 15         memset( head, 0, sizeof(head) );
 16         etot = 0;
 17     }
 18     void insert( int v, int r ) {
 19         int k = v % mod;
 20         etot++;
 21         next[etot] = head[k];
 22         rat[etot] = r;
 23         val[etot] = v;
 24         head[k] = etot;
 25     }
 26     int query( int v ) {
 27         int k = v % mod;
 28         for( int t=head[k]; t; t=next[t] ) 
 29             if( val[t]==v ) return rat[t];
 30         return -1;
 31     }
 32 }hash;
 33 
 34 int p, a, k;
 35 int g, b;
 36 vector<int> stk;
 37 
 38 dnt mpow( dnt a, int b, int m ) {
 39     dnt rt;
 40     for( rt=1; b; b>>=1,a=(a*a)%m )
 41         if( b&1 ) rt=(rt*a)%m;
 42     return rt;
 43 }
 44 void exgcd( int a, int b, int &d, dnt &x, dnt &y ) {
 45     if( b==0 ) d=a, x=1, y=0;
 46     else {
 47         exgcd( b, a%b, d, y, x );
 48         y-=a/b*x;
 49     }
 50 }
 51 int gcd( int a, int b ) {
 52     return b ? gcd(b,a%b) : a;
 53 }
 54 int findroot( int n ) {        //    n is prime
 55     if( n==2 ) return 1;
 56 
 57     vector<int> pfac;
 58     int maxi = (int)ceil(sqrt(n-1));
 59     int remain=n-1;
 60     for( int i=2; i<=maxi; i++ ) {
 61         if( remain%i==0 ) {
 62             pfac.push_back(i);
 63             while( remain%i==0 ) 
 64                 remain/=i;
 65         }
 66     }
 67     if( remain!=1 ) pfac.push_back( remain );
 68     for( int i=1; ; i++ ) {
 69         bool ok = true;
 70         for( int t=0; t<pfac.size(); t++ ) 
 71             if( mpow(i,(n-1)/pfac[t],n)==1 ) {
 72                 ok = false;
 73                    break;
 74             }
 75         if( ok ) return i;
 76     }
 77 }
 78 dnt inv( int a, int n ) {
 79     return mpow(a,n-2,n);
 80 }
 81 dnt ind( int g, int b, int n ) {    //    n is prime, g is root, return v in [0,n-1]
 82     hash.init();
 83     int m = (int)ceil(sqrt(n-1));
 84     dnt s = 1;
 85     for( int i=0; i<m; i++ ) {
 86         if( s==b ) return i;
 87         hash.insert( s, i );
 88         s = (s*g) % n;
 89     }
 90     int am = s;
 91     s = b;
 92     for( int i=m,j; i<n; i+=m ) {
 93         s = (s*inv(am,n)) % n;
 94         if( (j=hash.query(s))!=-1 )
 95             return i+j;
 96     }
 97     return -1;    //    impossible
 98 }
 99 void meq( int a, int b, int m ) {
100     stk.clear();
101     int d = gcd(a,m);
102     if( b%d ) return;
103     int aa=a/d, bb=b/d, mm=m/d, dd;
104     dnt x0, y0;
105     exgcd( aa, mm, dd, x0, y0 );
106     x0 = (x0%mm+mm)%mm;
107     for( dnt k=0; k<d; k++ ) 
108         stk.push_back( (x0*bb+k*mm)%m );
109 }
110 
111 int main() {
112     scanf( "%d%d%d", &p, &k, &a );    //    x^k = a mod p
113     if( a==0 ) {
114         printf( "1
0 
" );
115         return 0;
116     }
117     //    find the root of p: g
118     g = findroot(p);
119     //    ind a: b
120     b = ind( g, a, p );
121     //    kx=b mod phi(p)
122     meq( k, b, p-1 );
123     //    decode
124     for( int t=0; t<stk.size(); t++ )
125         stk[t] = mpow( g, stk[t], p );
126     sort( stk.begin(), stk.end() );
127     //    output
128     printf( "%d
", stk.size() );
129     for( int t=0; t<stk.size(); t++ )
130         printf( "%d ", stk[t] );
131     printf( "
" );
132 }
View Code
原文地址:https://www.cnblogs.com/idy002/p/4501633.html