小編給大家分享一下在算法中mod指的是什么意思,相信大部分人都還不怎么了解,因此分享這篇文章給大家參考一下,希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲,下面讓我們一起去了解一下吧!
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mod運(yùn)算,即求余運(yùn)算,是在整數(shù)運(yùn)算中求一個(gè)整數(shù) x 除以另一個(gè)整數(shù)y的余數(shù)的運(yùn)算,且不考慮運(yùn)算的商。在計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)中都有MOD運(yùn)算,其格式為:mod(nExp1,nExp2)
,即是兩個(gè)數(shù)值表達(dá)式作除法運(yùn)算后的余數(shù)。
模p運(yùn)算編輯
給定一個(gè)正整數(shù)p,任意一個(gè)整數(shù)n,一定存在等式
n = kp + r 其中k、r是整數(shù),且 0 ≤ r < p,稱呼k為n除以p的商,r為n除以p的余數(shù)。
對(duì)于正整數(shù)p和整數(shù)a,b,定義如下運(yùn)算:
取模運(yùn)算:a mod p 表示a除以p的余數(shù)。
模p加法:(a + b) mod p ,其結(jié)果是a+b算術(shù)和除以p的余數(shù),也就是說,(a+b) = kp +r,則 (a+b) mod p = r。
模p減法:(a-b) mod p ,其結(jié)果是a-b算術(shù)差除以p的余數(shù)。
模p乘法:(a × b) mod p,其結(jié)果是 a × b算術(shù)乘法除以p的余數(shù)。
可以發(fā)現(xiàn),模p運(yùn)算和普通的四則運(yùn)算有很多類似的規(guī)律,如:
結(jié)合律 | ((a+b) mod p + c)mod p = (a + (b+c) mod p) mod p ((a*b) mod p * c)mod p = (a * (b*c) mod p) mod p |
交換律 | (a + b) mod p = (b+a) mod p (a × b) mod p = (b × a) mod p |
分配律 | ((a +b)mod p × c) mod p = ((a × c) mod p + (b × c) mod p) mod p (a×b) mod c=(a mod c * b mod c) mod c (a+b) mod c=(a mod c+ b mod c) mod c (a-b) mod c=(a mod c- b mod c) mod c |
簡(jiǎn)單的證明其中第一個(gè)公式:
((a+b) mod p + c) mod p = (a + (b+c) mod p) mod p
假設(shè)
a = k1*p + r1
b = k2*p + r2
c = k3*p + r3
a+b = (k1 + k2) p + (r1 + r2)
如果(r1 + r2) >= p ,則
(a+b) mod p = (r1 + r2) -p
否則
(a+b) mod p = (r1 + r2)
再和c進(jìn)行模p和運(yùn)算,得到
結(jié)果為 r1 + r2 + r3 的算術(shù)和除以p的余數(shù)。
對(duì)右側(cè)進(jìn)行計(jì)算可以得到同樣的結(jié)果,得證。
模p相等
如果兩個(gè)數(shù)a、b滿足a mod p = b mod p,則稱他們模p相等,記做
a ≡ b (mod p)
可以證明,此時(shí)a、b滿足 a = kp + b,其中k是某個(gè)整數(shù)。
對(duì)于模p相等和模p乘法來說,有一個(gè)和四則運(yùn)算中迥然不同的規(guī)則。在四則運(yùn)算中,如果c是一個(gè)非0整數(shù),則
ac = bc 可以得出 a =b
但是在模p運(yùn)算中,這種關(guān)系不存在,例如:
(3 x 3) mod 9 = 0
(6 x 3) mod 9 = 0
但是
3 mod 9 = 3
6 mod 9 =6
定理(消去律):如果gcd(c,p) = 1 ,則 ac ≡ bc mod p 可以推出 a ≡ (b mod p)
證明:
因?yàn)閍c ≡ bc (mod p)
所以ac = bc + kp,也就是c(a-b) = kp
因?yàn)閏和p沒有除1以外的公因子,因此上式要成立必須滿足下面兩個(gè)條件中的一個(gè)
1) c能整除k
2) a = b
如果2不成立,則c|kp
因?yàn)閏和p沒有公因子,因此顯然c|k,所以k = ck'
因此c(a-b)=kp可以表示為c(a-b) =ck'p
因此a-b = k'p,得出a ≡ b (mod p)
如果a = b,則a ≡ b mod p 顯然成立
得證
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