Python高效计算2^2^n mod p:最大值10^6和2^31
要计算 2^2^n mod p,可以使用幂模运算的性质来简化计算过程。
首先,可以利用取模的性质,将指数 n 对 p 取模。因为 2^2^n 的指数会非常大,所以将指数 n 对 p 取模可以将指数变小,简化计算。
然后,可以利用幂模运算的性质,将指数 n 进行二进制分解。将指数 n 表示为二进制形式,例如 n=13,其二进制表示为 1101,可以将 2^2^n 表示为 2^(2^3) * 2^(2^2) * 2^(2^0)。
最后,利用循环计算每个小指数对应的幂模运算结果,并将结果相乘,最后再对 p 取模,得到最终的结果。
下面是使用 Python 实现的代码:
def power_mod(n, p):
n = n % p # 对指数 n 进行取模
result = 1
# 将指数 n 进行二进制分解,计算每个小指数对应的幂模运算结果
while n > 0:
if n % 2 == 1: # 如果当前二进制位为 1,则进行幂模运算
result = (result * 2) % p
n = n // 2 # 将指数 n 右移一位,即将二进制位向右移动一位
return result
# 输入 n 和 p
n = int(input('请输入 n 的值: '))
p = int(input('请输入 p 的值: '))
# 调用函数进行计算
result = power_mod(n, p)
# 输出结果
print('2^2^{}' ' mod {} = {}'.format(n, p, result))
使用上述代码,可以输入 n 和 p 的值,然后计算出 2^2^n mod p 的结果。
需要注意的是,当 p 为 2 的 31 次方时,有可能结果超出整数的表示范围,因此可以使用 Python 的内置函数 pow()
进行计算:
result = pow(2, pow(2, n, p), p)
这样可以避免结果溢出的问题。
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