C++ 中素数 n 模 n 的原根
在这个问题中,我们给定一个素数 N。我们的任务是打印素数 N 模 N 的原根。
原根是指素数 N 的一个整数 x,它位于 [1, n-1] 之间,使得 xk (mod n) 的所有值(其中 k 位于 [0, n-2] 之间)都是唯一的。
让我们举个例子来理解这个问题,
Input: 13 Output: 2
为了解决这个问题,我们必须使用一个称为欧拉函数的数学函数。
欧拉函数是 1 到 n 之间与 n 互质的数字的数量。
如果 GCD (i, n) = 1,则数字 i 与 n 互质。
在解决方案中,如果 x 模 n 的乘法阶等于欧拉函数,则该数字是原根,否则不是。我们将检查所有互质数。
注意:素数n 的欧拉函数 = n-1
下面的代码将展示我们解决方案的实现,
示例
#include<bits/stdc++.h> using namespace std; bool isPrimeNumber(int n) { if (n <= 1) return false; if (n <= 3) return true; if (n%2 == 0 || n%3 == 0) return false; for (int i=5; i*i<=n; i=i+6) if (n%i == 0 || n%(i+2) == 0) return false; return true; } int power(int x, unsigned int y, int p) { int res = 1; x = x % p; while (y > 0){ if (y & 1) res = (res*x) % p; y = y >> 1; x = (x*x) % p; } return res; } void GeneratePrimes(unordered_set<int> &s, int n) { while (n%2 == 0){ s.insert(2); n = n/2; } for (int i = 3; i <= sqrt(n); i = i+2){ while (n%i == 0){ s.insert(i); n = n/i; } } if (n > 2) s.insert(n); } int findPrimitiveRoot(int n) { unordered_set<int> s; if (isPrimeNumber(n)==false) return -1; int ETF = n-1; GeneratePrimes(s, ETF); for (int r=2; r<=ETF; r++){ bool flag = false; for (auto it = s.begin(); it != s.end(); it++){ if (power(r, ETF/(*it), n) == 1){ flag = true; break; } } if (flag == false) return r; } return -1; } int main() { int n= 13; cout<<" Smallest primitive root of "<<n<<" is "<<findPrimitiveRoot(n); return 0; }
输出
Smallest primitive root of 13 is 2
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