在ACM编程竞赛中,如何使用C++编写快速幂算法以及大数乘法的代码模板?请分别给出示例。
时间: 2024-11-16 17:22:36 浏览: 17
在ACM编程竞赛中,快速幂算法和大数乘法是常用的算法模板,它们对于优化程序的运行效率至关重要。在查找资源时,我们应当参考具有实际编程竞赛经验的资料,比如《ACM竞赛实用模板集粹》。这本书提供了诸多实用的编程模板和代码示例,能够帮助我们在短时间内快速构建出高效的算法实现。
参考资源链接:[ACM竞赛实用模板集粹](https://wenku.csdn.net/doc/3sdb3j1dq0?spm=1055.2569.3001.10343)
快速幂算法(modPow函数)的核心在于利用二进制的性质将幂次转化为一系列的平方操作,这样可以显著减少乘法的次数,从而提高计算模幂的速度。以下是一个快速幂算法的C++代码实现示例:
```cpp
typedef long long ll;
const ll mod = 1e9+7; // 定义模数
ll modPow(ll base, ll exp, ll mod) {
ll result = 1;
base %= mod;
while (exp > 0) {
if (exp & 1) {
result = result * base % mod;
}
base = base * base % mod;
exp >>= 1;
}
return result;
}
```
在上述代码中,我们定义了快速幂算法的基本框架,其中模数`mod`被设置为`1e9+7`,这是一个常用的素数模,因为它的运算速度较快。算法中使用了位运算符`&`和`>>`来判断指数的奇偶性以及进行指数的右移操作,大大提高了运算效率。
大数乘法通常用于处理超出标准整型范围的数值运算。在C++中,字符串可以用来表示大数,并利用字符串操作来完成乘法。下面是一个大数乘法的代码实现示例:
```cpp
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
string multiply(string num1, string num2) {
string result(num1.size() + num2.size(), '0');
for (int i = num1.size() - 1; i >= 0; i--) {
int carry = 0;
for (int j = num2.size() - 1; j >= 0; j--) {
int sum = (num1[i] - '0') * (num2[j] - '0') + (result[i + j + 1] - '0') + carry;
result[i + j + 1] = (sum % 10) + '0';
carry = sum / 10;
}
result[i + j + 1] += carry;
}
// 移除前导零
size_t startpos = result.find_first_not_of('0');
if (startpos != string::npos) {
return result.substr(startpos);
} else {
return
参考资源链接:[ACM竞赛实用模板集粹](https://wenku.csdn.net/doc/3sdb3j1dq0?spm=1055.2569.3001.10343)
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