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iqoo
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一个大数除法/取模相关的数学问题

  •  
  •   iqoo · 2023-05-29 17:14:06 +08:00 · 1033 次点击
    这是一个创建于 549 天前的主题,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

    问题:

    1. 有一个 13 字节的无符号整数 x ,除以 D (D = 123^6),求余数 r 和商 q 。

    2. 通过 r 、q ,还原 x 。

    算法只用 u64/u32 等基本类型,不使用编译器 /平台提供的特性。


    思路:使用 x_hi 和 x_lo 两个 u64 表示 x:

    x = x_hi * 2^64 + x_lo (其中 0 <= x_lo < 256^8 ,0 <= x_hi < 256^5 )
    

    根据分配率公式:(a + b) % p = (a % p + b % p) % p

    带入后,余数为:

    r = x % D
    
      = (x_hi * 2^64 + x_lo) % D
    
      = (x_hi * (2^64 % D) + x_lo % D) % D
    
      = (x_hi * 3378380888563 + x_lo % 3462825991689) % D
    

    但当 x 很大时,乘法的结果就超出 u64 了。此时如何继续拆分?

    7 条回复    2023-05-30 01:29:45 +08:00
    akira
        1
    akira  
       2023-05-29 17:17:56 +08:00
    能用数组么
    iqoo
        2
    iqoo  
    OP
       2023-05-29 17:24:19 +08:00
    @akira 最好是用几个 u64 简单算出来,毕竟除数的已知的。之前用 gcc 的 __u128_t 类型,展开后一大堆逻辑。
    UIXX
        3
    UIXX  
       2023-05-29 17:52:31 +08:00
    后面这个推导不对,x_hi 也要模处理
    akira
        4
    akira  
       2023-05-29 18:07:55 +08:00
    xh xl 不够用,那就 x1,x2,x3,x4 咯
    MoYi123
        5
    MoYi123  
       2023-05-29 18:29:23 +08:00
    龟速乘
    iqoo
        6
    iqoo  
    OP
       2023-05-29 20:05:37 +08:00
    @UIXX 这里省略了。因为 x_hi 小于 D ,所以模了之后还是本身。
    KnightZJ
        7
    KnightZJ  
       2023-05-30 01:29:45 +08:00 via Android   ❤️ 2
    用类似快速幂的思想用快速乘能求出前半的(x_hi * 3378380888563)%D ,找了篇介绍的文章( https://www.cnblogs.com/jaszzz/p/12692716.html)和代码:
    long long q_mul(long long a,long long b,long long mod)
    // 快速计算 (a*b) % mod
    {
    long long ans=0;
    while(b)
    {
    if(b&1)
    ans =(ans+a)%mod;
    b>>=1;
    a=(a+a)%mod;
    }
    return ans;
    }
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