实验六(数论算法)

实验六(数论算法)
实验六(数论算法)

华东师范大学计算机科学技术系上机实践报告

课程名称:算法设计与分析年级:05上机实践成绩:

指导教师:柳银萍姓名:

上机实践名称:数论算法学号:上机实践日期:2007-5-29

上机实践编号:NO.6组号:上机实践时间:10:00-11:30

一、目的

二、内容与设计思想

1.实现欧几里德算法(也即辗转相除法)。

求n个数的最小公倍数和最大公约数。

要求:

输入:输入包含多个测试实例,每个测试实例的开始是一个正整数n,然后是n个正整数。

输出:为每组测试数据输出它们的最小公倍数和它们的最大公约数,每个测试实例的输出占一行。你可以假设最后的输出是一个32位的整数。

1.1其思路是:

1.2具体算法是:

2.形如ax≡b(mod m) 的方程,称为线性同余方程。编写程序求解线性同余方程(基于欧几里德算法)。

要求:

输入:测试包含多组测试数据。每组测试数据只含一行,每行有三个整数

a,b,m(0

输出:每组测试数据只输出一行。如果有解,则按解的大小,从小到大输出,两两之间用空格分开。如果没有解,则输出"No Answer."(不含引号)。

2.1其思路是:

2.2具体算法是:

3.求正整数中满足:X mod a[0] = b[0], X mod a[1] = b[1], X mod a[2] = b[2], …, X mod a[i] = b[i], … 的最小解。a[i]是一些两两互质的正整数。

要求:

输入:输入数据的第一行为一个正整数T,表示有T组测试数据。

每组测试数据的第一行为一个正整数M,表示数组a和b中各有M个元素。0

输出:每组输出占一行,输出满足方程组的最小正解X。

3.1其思路是:

3.2具体算法是:

三、使用环境

四、调试过程

五、总结

六、附录

1.欧几里德算法的程序:

(此处放程序)

运行结果:

2. 线性同余方程问题的程序:

(此处放程序)

运行结果:

3.求最小解问题的程序:

(此处放程序)

运行结果:

要求至少给出1组测试数据运行结果。

算法分析——实验一

算法分析实验报告 实验一分治策略排序 实验目的 1)以排序问题为例,掌握分治法的基本设计策略; 2)熟练掌握合并排序算法的实现; 3)熟练掌握快速排序算法的实现; 4) 理解常见的算法经验分析方法。 实验环境 计算机、C语言程序设计环境、VC++6.0 实验步骤 算法的基本描述: 1、合并排序的基本思想描述:首先将序列分为两部分,分到每组只有两个元 素,然后对每一部分进行循环递归地合并排序,然后逐个将结果进行合并。 2、快速排序的基本思想描述:将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,最后达到排序效果。 要求:编写一个函数data-generate,生成2000个在区间[1,10000]上的随机整数,并将这些数输出到外部文件data.txt中。这些数作为本算法实验的输入数据。 程序流程图:

合并排序原理图 快速排序流程图1.生成2000个随机整数的程序:#include #include #include int main()

{ FILE *fpt; fpt = fopen("D://data.txt","w"); srand(time(0)); for(int i=0;i<2000;i++) fprintf(fpt,"%3d\t",rand()%10000+1); return 0; fclose(fpt); } 并生成data.txt文件。 2.读取data.txt文件,并排序。实现合并排序算法输入:待排数据文件data.txt; 输出:有序数据文件resultsMS.txt 合并排序算法: #include #include #include void mergesort(int a[],int n); void merge(int a[],int b[],int i,int c[],int j);

高中数学竞赛中数论问题的常用方法

高中数学竞赛中数论问题的常用方法 数论是研究数的性质的一门科学,它与中学数学教育有密切的联系.数论问题解法灵活,题型丰富,它是中学数学竞赛试题的源泉之一.下面介绍数论试题的常用方法. 1.基本原理 为了使用方便,我们将数论中的一些概念和结论摘录如下: 我们用),...,,(21n a a a 表示整数1a ,2a ,…,n a 的最大公约数.用[1a ,2a ,…,n a ]表示1a ,2a ,…,n a 的 最小公倍数.对于实数x ,用[x ]表示不超过x 的最大整数,用{x }=x -[x ]表示x 的小数部分.对于整数 b a ,,若)(|b a m -,,1≥m 则称b a ,关于模m 同余,记为)(mod m b a ≡.对于正整数m ,用)(m ?表示 {1,2,…,m }中与m 互质的整数的个数,并称)(m ?为欧拉函数.对于正整数m ,若整数m r r r ,...,,21中任何两个数对模m 均不同余,则称{m r r r ,...,,21}为模m 的一个完全剩余系;若整数)(21,...,,m r r r ?中每一个数都与m 互质,且其中任何两个数关于模m 不同余,则称{)(21,...,,m r r r ?}为模m 的简化剩余系. 定理1 设b a ,的最大公约数为d ,则存在整数y x ,,使得yb xa d +=. 定理2(1)若)(mod m b a i i ≡,1=i ,2,…,n ,)(m od 21m x x =,则 1 1n i i i a x =∑≡2 1 n i i i b x =∑; (2)若)(mod m b a ≡,),(b a d =,m d |,则 )(mod d m d b d a ≡; (3)若b a ≡,),(b a d =,且1),(=m d ,则)(mod m d b d a ≡; (4)若b a ≡(i m mod ),n i ,...,2,1=,M=[n m m m ,...,,21],则b a ≡(M mod ). 定理3(1)1][][1+<≤<-x x x x ; (2)][][][y x y x +≥+; (3)设p 为素数,则在!n 质因数分解中,p 的指数为 ∑≥1 k k p n . 定理4 (1)若{m r r r ,...,,21}是模m 的完全剩余系,1),(=m a ,则{b ar b ar b ar m +++,...,,21}也是模 m 的完全剩余系; (2)若{)(21,...,,m r r r ?}是模m 的简化剩余系,1),(=m a ,则{)(21...,,m ar ar ar ?}是模m 的简化剩余系. 定理5(1)若1),(=n m ,则)()()(n m mn ???=. (2)若n 的标准分解式为k k p p p n ααα (2) 121=,其中k ααα,...,21为正整数,k p p p ,...,21为互不相

数论算法

数论 素数问题、同余问题、中国剩余定理、Nim积、高斯消元法求线性方 程组解、Pell方程、polya计数、矩阵二分快速幂、伪素数、基本数 值计算方法(定积分求解,多项式求根,周期性方程) 1、与整数除法运算相关的算法 整除问题: 欧几里得算法及利用其求最小公倍数: 拓展欧几里得算法及利用其解线性同余方程: a^b%c几种计算方法 中国剩余定理 #include using namespace std; int ext_gcd(int a, int b, int &x, int &y) { int tmp,d; if(b == 0) { x = 1; y = 0; return a; } d = ext_gcd(b, a % b, x, y); tmp = x; x = y; y = tmp - a/b*y; return d; } int China_theory(int a[],int b[],int n) { int res = 0,m,*m1,M = 1,temp; m1 = new int[n]; memset(m1, 0, sizeof(m1)); for(int i = 0; i < n; i++) M *= a[i]; for(int i = 0; i < n; i++) { m = M / a[i]; ext_gcd(m, a[i], m1[i],temp); res = res % M + (m * m1[i] * b[i]) % M;-- res =(res + M) % M; } delete m1; return res; } int main() { int *a, *b, n; while(scanf("%d",&n) && n != 0) { a = new int[n]; b = new int[n];

算法设计与分析实验报告贪心算法

算法设计与分析实验报告 贪心算法 班级:2013156 学号:201315614 姓名:张春阳哈夫曼编码 代码 #include float small1,small2; int flag1,flag2,count; typedefstructHuffmanTree { float weight; intlchild,rchild,parent; }huffman; huffmanhuffmantree[100]; void CreatHuffmanTree(intn,int m) { inti; void select(); printf("请输入%d个节点的权值:",n); for(i=0;i

printf("\n"); for(i=0;i

超难奥数题之数论专题:穷举用技巧

穷举用技巧 【例1】 N是一个各位数字互不相等的自然数,它能被它的每个数字整除。N的最大值是。 【例2】 如果连续N个自然数,每个自然数的数字和都不是11的倍数,则称这连续的N个自然数为一条“龙”,n为这条龙的长度。比如1,2,3,…,28就是一条龙,它的长度是28。问:龙的长度最长可以为多少?写出一条最长的龙。 【例3】 黑板上写有1、2、3、……、100这100个自然数,甲、乙二人轮流每次每人划去一个数,直到剩下两个数为止。如剩下的两数互质则判甲胜,否则判乙胜。 ⑴乙先划甲后划,谁有必胜策略?必胜策略是怎样的? ⑵甲先划乙后划,谁有必胜策略?必胜策略是怎样的? 【例4】 如果一个自然数的2004倍恰有2004个约数,这个自然数自己最少有多少个约数?

测试题 【例1】求所有能被30整除,且恰有30个不同约数的自然数。 【例2】在1到100中,恰好有6个约数的数有多少个? 答案: 【例1】【分析】 由于30235=??,从质数的观点看整除,如果自然数N 能被30整除,那么自然数N 至少含有三个质因数2,3,5。设:312235r r r N =???。自然数N 恰有30个不同的因数,根据约数的个数公式:12311130235r r r +?+?+?==??()()()。注意 到235??是三个约数之积,由此可知自然数N 中质因数的个数恰好有3个。因此 123111235r r r +?+?+=??()()(),由此可知123r r r (,,)必是 124(, , )的一个排列。 综上所述,所求的自然数有:24235??,42235??,24235??,42235??,42235??,24235??。 【例2】【分析】 6只能表示为()51+或()()1121++,所以恰好有6个约数的数要么能表示成某个质数的5次方,要么表示为某个质数的平方再乘以另一个质数,100以内符合前者的只有32,符合后者的数枚举如下: 222222222222222232527211213217219223 8323537311 45253 2721???????????????种种种种 所以符合条件的自然数一共有1842116++++=(种)。

c算法大全

一、数论算法 1.求两数的最大公约数 function gcd(a,b:integer):intege r; begin if b=0 then gcd:=a else gcd:=gcd (b,a mod b); end ; 2.求两数的最小公倍数 function lcm(a,b:intege r):integer; begin if a0 do inc(lcm,a); end; 3.素数的求法 A.小范围内判断一个数是否为质数:function prime (n: intege r): Boolean; v ar I: integer; begin for I:=2 to trunc(sqrt(n)) do if n mod I=0 then begin prime:=false; exit;

end; prime:=true; end; B.判断longint范围内的数是否为素数(包含求50000以内的素数表):procedure getprime; v ar i,j:longint; p:array[1..50000] of boolean; begin fillchar(p,sizeof(p),true); p[1]:=false; i:=2; w hile i<50000 do begin if p[i] then begin j:=i*2; w hile j<50000 do begin p[j]:=false; inc(j,i); end; end; inc(i); end; l:=0; for i:=1 to 50000 do

算法分析_实验报告3

兰州交通大学 《算法设计与分析》 实验报告3 题目03-动态规划 专业计算机科学与技术 班级计算机科学与技术2016-02班学号201610333 姓名石博洋

第3章动态规划 1. 实验题目与环境 1.1实验题目及要求 (1) 用代码实现矩阵连乘问题。 给定n个矩阵{A1,A2,…,A n},其中A i与A i+1是可乘的,i=1,2,…,n-1。考察这n 个矩阵的连乘积A1A2…A n。由于矩阵乘法满足结合律,故计算矩阵的连乘积可以有许多不同的计算次序,这种计算次序可以用加括号的方式来确定。若一个矩阵连乘积的计算次序完全确定,则可以依此次序反复调用2个矩阵相乘的标准算法(有改进的方法,这里不考虑)计算出矩阵连乘积。 确定一个计算顺序,使得需要的乘的次数最少。 (2) 用代码实现最长公共子序列问题。 一个给定序列的子序列是在该序列中删去若干元素后得到的序列。确切地说,若给定序列X= < x1, x2,…, xm>,则另一序列Z= < z1, z2,…, zk>是X的子序列是指存在一个严格递增的下标序列< i1, i2,…, ik>,使得对于所有j=1,2,…,k有Xij=Zj 。例如,序列Z=是序列X=的子序列,相应的递增下标序列为<2,3,5,7>。给定两个序列X和Y,当另一序列Z既是X的子序列又是Y的子序列时,称Z是序列X和Y的公共子序列。例如,若X= < A, B, C, B, D, A, B>和Y= < B, D, C, A, B, A>,则序列是X和Y的一个公共子序列,序列也是X和Y的一个公共子序列。而且,后者是X和Y的一个最长公共子序列,因为X和Y没有长度大于4的公共子序列。 (3) 0-1背包问题。 现有n种物品,对1<=i<=n,已知第i种物品的重量为正整数W i,价值为正整数V i,背包能承受的最大载重量为正整数W,现要求找出这n种物品的一个子集,使得子集中物品的总重量不超过W且总价值尽量大。(注意:这里对每种物品或者全取或者一点都不取,不允许只取一部分) 使用动态规划使得装入背包的物品价值之和最大。 1.2实验环境: CPU:Intel(R) Core(TM) i3-2120 3.3GHZ 内存:12GB 操作系统:Windows 7.1 X64 编译环境:Mircosoft Visual C++ 6 2. 问题分析 (1) 分析。

算法分析实验报告--分治策略

《算法设计与分析》实验报告 分治策略 姓名:XXX 专业班级:XXX 学号:XXX 指导教师:XXX 完成日期:XXX

一、试验名称:分治策略 (1)写出源程序,并编译运行 (2)详细记录程序调试及运行结果 二、实验目的 (1)了解分治策略算法思想 (2)掌握快速排序、归并排序算法 (3)了解其他分治问题典型算法 三、实验内容 (1)编写一个简单的程序,实现归并排序。 (2)编写一段程序,实现快速排序。 (3)编写程序实现循环赛日程表。设有n=2k个运动员要进行网球循环赛。现 要设计一个满足以下要求的比赛日程表:(1)每个选手必须与其它n-1个选手各赛一次(2)每个选手一天只能赛一场(3)循环赛进行n-1天 四、算法思想分析 (1)编写一个简单的程序,实现归并排序。 将待排序元素分成大小大致相同的2个子集合,分别对2个子集合进行 排序,最终将排好序的子集合合并成为所要求的排好序的集合。 (2)编写一段程序,实现快速排序。 通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有 数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数 据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据 变成有序序列。 (3)编写程序实现循环日赛表。 按分治策略,将所有的选手分为两组,n个选手的比赛日程表就可以通

过为n/2个选手设计的比赛日程表来决定。递归地用对选手进行分割, 直到只剩下2个选手时,比赛日程表的制定就变得很简单。这时只要让 这2个选手进行比赛就可以了。 五、算法源代码及用户程序 (1)编写一个简单的程序,实现归并排序。 #include #include #define MAX 10 using namespace std; void merge(int array[],int p,int q,int r) { int i,k; int begin1,end1,begin2,end2; int* temp = new int[r-p+1]; begin1 = p; end1 = q; begin2 = q+1; end2 = r; k = 0; while((begin1 <= end1)&&(begin2 <= end2)) { if(array[begin1] < array[begin2]) { temp[k] = array[begin1]; begin1++; } else { temp[k] = array[begin2]; begin2++; } k++; } while(begin1 <= end1) {

七年级数学竞赛讲座数论的方法与技巧(含答案详解)

数学竞赛讲座 数论的方法技巧(上) 数论是研究整数性质的一个数学分支,它历史悠久,而且有着强大的生命力。数论问题叙述简明,“很多数论问题可以从经验中归纳出来,并且仅用三言两语就能向一个行外人解释清楚,但要证明它却远非易事”。因而有人说:“用以发现天才,在初等数学中再也没有比数论更好的课程了。任何学生,如能把当今任何一本数论教材中的习题做出,就应当受到鼓励,并劝他将来从事数学方面的工作。”所以在国内外各级各类的数学竞赛中,数论问题总是占有相当大的比重。 小学数学竞赛中的数论问题,常常涉及整数的整除性、带余除法、奇数与偶数、质数与合数、约数与倍数、整数的分解与分拆。主要的结论有: 1.带余除法:若a,b是两个整数,b>0,则存在两个整数q,r,使得abq+r(0≤r

4.约数个数定理:设n的标准分解式为(1),则它的正约数个数为: d(n)(a1+1)(a2+1)…(ak+1)。 5.整数集的离散性:n与n+1之间不再有其他整数。因此,不等式x

数论算法讲义 3章(同余方程)

第 3 章 同余方程 (一) 内容: ● 同余方程概念 ● 解同余方程 ● 解同余方程组 (二) 重点 ● 解同余方程 (三) 应用 ● 密码学,公钥密码学 3.1 基本概念及一次同余方程 (一) 同余方程 (1) 同余方程 【定义3.1.1】(定义1)设m 是一个正整数,f(x)为n 次多项式 ()0111a x a x a x a x f n n n n ++++=--Λ 其中i a 是正整数(n a ≠0(mod m )),则 f (x)≡0(mod m ) (1) 叫做模m 的(n 次)同余式(或模m 的(n 次)同余方程),n 叫做f(x)的次数,记为deg f 。 (2) 同余方程的解 若整数a 使得 f (a)≡0(mod m )成立,则a 叫做该同余方程的解。 (3) 同余方程的解数 若a 是同余方程(1)的解,则满足x ≡a (mod m )的所有整数都是方程(1)的解。即剩余类

a C ={x |x ∈Z ,x ≡a (mod m )} 中的每个剩余都是解。故把这些解都看做是相同的,并说剩余类a C 是同余方程(1)的一个解,这个解通常记为 x ≡a (mod m ) 当21,c c 均为同余方程(1)的解,且对模m 不同余时,就称它们是同余方程(2)的不同的解,所有对模m 的两两不同余的解的个数,称为是同余方程(1)的解数,记作()m f T ;。显然 ()m f T ;≤m (4) 同余方程的解法一:穷举法 任意选定模m 的一组完全剩余系,并以其中的每个剩余代入方程(1),在这完全剩余系中解的个数就是解数()m f T ;。 【例1】(例1)可以验证,x ≡2,4(mod 7)是同余方程 15++x x ≡0(mod 7) 的不同的解,故该方程的解数为2。 50+0+1=1≡3 mod 7 51+1+1=3≡3 mod 7 52+2+1=35≡0 mod 7 53+3+1=247≡2 mod 7 54+4+1=1029≡0 mod 7 55+5+1=3131≡2 mod 7 56+6+1=7783≡6 mod 7 【例2】求同余方程122742 -+x x ≡0(mod 15)的解。 (解)取模15的绝对最小完全剩余系:-7,-6,…,-1,0,1,2,…,7,直接计算知x =-6,3是解。所以,该同余方程的解是 x ≡-6,3(mod 15)

初中奥数:数论问题位值原理的解题技巧

初中奥数:数论问题位值原理的解题技巧 1、一个两位数,其十位与个位上的数字交换以后,所得的两位数 比原来小27,则满足条件的两位数共有______个. 【解析】:11+12+13+14+15+16+17=98.若中心圈内的数用a表示,因三条线的总和中每个数字出现一次,只有a多用3两次,所以98+2a 应是3的倍数,a=11,12,…,17代到98+2a中去试,得到a=11,14,17时,98+2a是3的倍数. (1)当a=11时98+2a=120,120÷3=40 (2)当a=14时98+2a=126,126÷3=42 (3)当a=17时98+2a=132,132÷3=44 相对应的解见上图. 2、一个三位数,它等于抹去它的首位数字之后剩下的两位数的4倍于25之差,求这个数。 解答:设它百位数字为a,十位数字为b,个位数字为c 则100a+10b+c=4(10b+c) 化简得5(20a-6b+5)=3c 因为c为正整数,所以20a-6b+5是3的倍数 又因为0≤c≤9 所以0≤3c/5≤5.4 所以0≤20a-6b+5=3c/5≤5.4 所以3c/5=3 即c=5

所以20-6b+5=3 化简得3b-1=10a 按照同样的分析方法,3b-1是10的倍数,解得b=7 最后再算出10a=3*7-1=20 则a=2 所以答案为275。 3、a、b、c是1——9中的三个不同数码,用它们组成的六个没有重复数字的三位数之和是(a+b+c)的多少倍? 解答:组成六个数之和为: 10a+b+10a+c+10b+a+10b+c+10c+a+10c+b =22a+22b+22c =22(a+b+c) 很显然,是22倍 4、有2个3位数,它们的和是999,如果把较大的数放在较小数的左边,所成的数正好等于把较小数放在较大数左边所成数的6倍,那么这2数相差多少呢? 解答:abc+def=999,abcdef=6defabc,根据位值原 理,1000abc+def=6000def+6abc 化简得994abc=5999def,两边同时除以7得142abc=857def,所以abc=857,def=142 所以857-142=715 5、将一个三位数的数字重新排列,在所得到的三位数中,用的减去最小的,正好等于原来的三位数,求原来的三位数。

费马小定理数论的证明方法

费马小定理数论的证明方法 2007年12月28日星期五 01:29 P.M. 费马小定理数论的证明方法 Mod的简单介绍 (Congruence) a=b(mod m) a和b除以m以后有相同的余数 不失一般性地另a>b 则a=km+b比如7=1 mod 2 9=4 mod 5 简单的Congruence 计算 如果a=b mod m c=d mod m 则a=km+b c=tm+d 直接可推出 a+b=c+d (mod m) a-b=c-d (mod m) ab=cd (mod m) 并且可得存在正整数c 使得ac=bc (mod mc) 当然ac=bc(mod m) 费马小定理如果a,p互质且q是质数则a^(p-1)=1 (mod p) 考虑数列An= a,2a,3a,4a…… (p-1)a 假设An中有2项ma, na 被p除以后的余数是相同的.那么必然有ma=na (mod p) 即a(m-n)=0(mod p) 由于a和p互质,所以m-n=0(mod p) 但是m,n属于集合{1,2,3..p-1} 且m不等于n,所以m-n不可能是p的倍数.和假设产生矛盾所以An中任意2项被p除 得到的余数都是不同的, 并且对于任一个整数被p除以后的余数最多有p-1个,分别是 1,2,3,….p-1 而数列An中恰好有p-1个数,所以数列中的数被p除以后的余数一定正好包含所有的1,2,3,4,5…. p-1 由此我们可以用Congruence的乘法性质, a*2a*3a*…(p-1)a=1*2*3*4..*(p-1) (mod p) 对两边进行化简,即可以得到a^(p-1)=1 (mod p) Euler’s Totient function 定义o(n)是所有比n小且和n互质的数的总数(包括1) 例如o(5)=4 o(10)=8 我们发现引入这个以后费马小定理可以改写为a^o(p)=1 (mod p) 事实上,这个结论对所有的正整数n都成立即a^o(n)=1 (mod n)

数论班100题手册

数论短期班100题手册 知识框架体系 一、奇偶性质 1.奇数和偶数的表示方法: 因为偶数是2的倍数,所以通常用2k这个式子来表示偶数(这里k是整数); 因为任何奇数除以2其余数总是1,所以通常用式子21 k+来表示奇数(这里k是整数).特别注意,因为0能被2整除,所以0是偶数.最小的奇数是1,最小的偶数是0. 2.奇数与偶数的运算性质: 性质一:偶数+偶数=偶数(偶数-偶数=偶数) 奇数+奇数=偶数(奇数-奇数=偶数) 偶数+奇数=奇数(偶数-奇数=奇数) 可以看出:一个数加上(或减去)偶数,不改变这个数的奇偶性; 一个数加上(或减去)奇数,它的奇偶性会发生变化. (也可以这样记:奇偶性相同的数加减得偶数,奇偶性不同的数加减得奇数.) 性质二:偶数?奇数=偶数(推广开来还可以得到:偶数个奇数相加得偶数) 偶数?偶数=偶数(推广开就是:偶数个偶数相加得偶数) 奇数?奇数=奇数(推广开就是:奇数个奇数相加得奇数) 可以看出:一个数乘以偶数时,乘积必为偶数;几个数的积为奇数时,每个乘数都是奇数.(也可以这样简记:对于乘法,见偶(数)就得偶(数)). 性质三:任何一个奇数一定不等于任何一个偶数. 二、整除 1.整除的定义 所谓“一个自然数a能被另一个自然数b整除”就是说“商a b 是一个整数”;或者换句话说: 存在着第三个自然数c,使得a b c =?.这是我们就说“b整除a”或者“a被b整除”,其中b 叫a的约数,a是b的倍数,记作:“|b a”. 2.整除性质: ⑴传递性若|c b,|b a,则|c a. ⑵可加性若|c a,|c b,则|c a b ± (). ⑶可乘性若|c a,|d b,则| cd ab. 3.整除的特征 ⑴4,25,8,125,16,625的整除特征 能否被4和25整除是看末两位;能否被8和125整除是看末三位;能否被16和625整除是看末四位(100425 =?,10008125 =?,1000016625 =?,100000323125 =?) ⑵3,9的整除特征 能否被9整除是看数字之和是否是9的倍数,并且这个数除以9的余数和这个数数字之和除以9的余数相同,因此判断一个数除以九余几就可以先把和是9的倍数的数划掉,剩下的数是几就代表

《数论算法》教案5章(二次同余方程与平方剩余)

第5章 二次同余方程与平方剩余 内容 1. 二次同余方程,平方剩余 2. 模为奇素数的平方剩余 3. 勒让德符号、雅可比符号 4. 二次同余方程的求解 要点 二次同余方程有解的判断与求解 5.1 一般二次同余方程 (一) 二次同余方程 2ax +bx +c ≡0(mod m ),(a 0(mod m ))(1) (二) 化简 设m =k k p p p αααΛ2 121,则方程(1)等价于同余方程组 ??? ????≡++≡++≡++) () ()(k k p c bx ax p c bx ax p c bx ax αααmod 0mod 0mod 0222 1221Λ Λ ?2ax +bx +c ≡0(mod αp ), (p a ) (2) (三) 化为标准形式 p ≠2,方程(2)两边同乘以4a , 422x a +4abx +4ac ≡0(mod αp ) ()22b ax +≡2b -4ac (mod αp ) 变量代换, y =2ax +b (3) 有

2y ≡2b -4ac (mod αp ) (4) 当p 为奇素数时,方程(4)与(2)等价。即 ● 两者同时有解或无解;有解时,对(4)的每个解 ()p y y mod 0≡, 通过式(3)(x 的一次同余方程,且(p , 2a )=1,所以解数为1)给出(2)的一个解()p x x mod 0≡,由(4)的不同的解给出(2)的不同的解;反之亦然。 ● 两者解数相同。 结论:只须讨论方程2x ≡a (mod αp ) (5) 【例5.1.1】化简方程7x 2+5x -2≡0(mod 9)为标准形式。 (解)方程两边同乘以4a =4×7=28,得 196x 2+140x -56≡0(mod 9) 配方 (14x +5) 2-25-56≡0(mod 9) 移项 (14x +5) 2≡81(mod 9) 变量代换y =14x +5 得 y 2≡0(mod 9) (解之得y =0, ±3,从而原方程的解为 x ≡114-(y -5)≡15- (y -5) ≡2(y -5)≡2y -10≡2y -1 ≡-7, -1, 5≡-4, -1, 2(mod 9)) (四) 平方剩余 【定义5.1.1】设m 是正整数,a 是整数,m a 。若同余方程 2x ≡a (mod m ) (6) 有解,则称a 是模m 的平方剩余(或二次剩余);若无解,则称a 是模m 的平方非剩余(或二次非剩余)。

算法分析与设计实验指导书

《算法分析与设计》实验指导书 《算法分析与设计》课程是计算机专业的一门必修课程。开设算法分析与设计实验,目的就是为了使学生消化理论知识,加深对讲授内容的理解,尤其是一些算法的实现及其应用,培养学生独立编程和调试程序的能力,使学生对算法的分析与设计有更深刻的认识。 《算法分析与设计》课程实验的目的:是为了使学生在课程学习的同时,通过实验环境中的实际操作,对部分算法的具体应用有一个初步的了解,使学生加深了解和更好地掌握《算法分析与设计》课程教学大纲要求的内容。 《算法分析与设计》课程实验的注意事项:在《算法分析与设计》的课程实验过程中,要求学生做到: (1)预习实验指导书有关部分,认真做好实验内容的准备,就实验可能出 现的情况提前作出思考和分析。 (2)认真书写实验报告。实验报告包括实验目的和要求,实验情况及其分 析。 (3)遵守机房纪律,服从辅导教师指挥,爱护实验设备。 (4)实验课程不迟到。如有事不能出席,所缺实验一般不补。 《算法分析与设计》课程实验的验收:实验的验收将分为两个部分。第一部分是上机操作,包括检查程序运行和即时提问。第二部分是提交电子的实验报告。

实验一算法实现一 一、实验目的与要求 熟悉C/C++语言的集成开发环境; 通过本实验加深对分治法、贪心算法的理解。 二、实验内容: 掌握分治法、贪心算法的概念和基本思想,并结合具体的问题学习如何用相应策略进行求解的方法。 三、实验题 1. 【伪造硬币问题】给你一个装有n个硬币的袋子。n个硬币中有一个是伪造的。你的 任务是找出这个伪造的硬币。为了帮助你完成这一任务,将提供一台可用来比较两组硬币重量的仪器,利用这台仪器,可以知道两组硬币的重量是否相同。试用分治法的思想写出解决问题的算法,并计算其时间复杂度。 2.【找零钱问题】一个小孩买了价值为33美分的糖,并将1美元的钱交给售货员。售 货员希望用数目最少的硬币找给小孩。假设提供了数目有限的面值为25美分、10美分、5美分、及1美分的硬币。给出一种找零钱的贪心算法。 a)实验步骤 理解算法思想和问题要求; 编程实现题目要求; 上机输入和调试自己所编的程序; 验证分析实验结果; 整理出实验报告。 四、实验程序 五、实验结果 六、实验分析

数论的方法和技巧05整数的p进位制及其应用

整数的p 进位制及其应用 基础知识 给定一个m 位的正整数A ,其各位上的数字分别记为021,,,a a a m m ,则此数可以简记为:021a a a A m m (其中01 m a )。 由于我们所研究的整数通常是十进制的,因此A 可以表示成10的1 m 次多项 式 , 即 12211101010a a a a A m m m m ,其中 1,,2,1},9,,2,1,0{ m i a i 且01 m a ,像这种10的多项式表示的数常常简 记为10021)(a a a A m m 。在我们的日常生活中,通常将下标10省略不写,并且连括号也不用,记作021a a a A m m ,以后我们所讲述的数字,若没有指明记数式的基,我们都认为它是十进制的数字。为了具备一般性,我们给出正整数A 的p 进制表示: 012211a p a p a p a A m m m m ,其中1,,2,1},1,,2,1,0{ m i p a i 且 01 m a 。而m 仍然为十进制数字,简记为p m m a a a A )(021 。 典例分析 例1.(2007年中国数学奥林匹克协作体竞赛试题)假定正整数N 的8进制表示为 8)43211234567765( N ,那么下面四个判断中,正确的是( ) A 、N 能被7整除而不能被9整除 B 、N 能被9整除而不能被7整除 C 、N 不能被7整除也不能被9整除 D 、N 既能被7整除也能被9整除 答 D 由于)7(mod 18 ,所以)7(m od 18 i k i k i i i i k k a a a a a a N 0 8011)7(mod 8 即N 能被7整除 N 的8进制表示下各位数字之和能被7整除。 类似的,N 能被9整除 N 的8进制表示下奇数位数字之和与偶数位数字之和的差能被9整除

算法分析与设计实验六

实验五动态规划实验 一、实验目的 1.掌握动态规划算法的基本思想。 二、实验内容 1、参考教材描述,使用动态规划算法求解多段图的最短路径问题。#include #include #define max_value 10000 #define zero_value 0 typedef struct NODE{ int v_num; int len; struct NODE *next; }LinkStackNode,LinkStack; /* typedef struct PNODE{ int data; int len; struct PNODE *next; }*LinkStackPnode,*LinkStack;*/ int fgraph(LinkStack top[],int route[],int n) { int i; LinkStackNode *pnode; int *path=new int[n];

int *cost=new int[n]; int min_cost; for(i=0;i=0;i--) { pnode=top[i].next; while(pnode!=NULL) { if(pnode->len+cost[pnode->v_num]len+cost[pnode->v_num]; path[i]=pnode->v_num; } pnode = pnode-> next; } } i=0; while((route[i]!=n-1)&&(path[i]!=-1)) { i++; route[i]=path[route[i-1]]; } min_cost=cost[0]; delete path;

初一数学竞赛培训讲座 数论的方法技巧(上)

初一数学竞赛培训讲座数论的方法技巧(上) 数论是研究整数性质的一个数学分支,它历史悠久,而且有着强大的生命力.数论问题叙述简明,“很多数论问题可以从经验中归纳出来,并且仅用三言两语就能向一个行外人解释清楚,但要证明它却远非易事”.因而有人说:“用以发现天才,在初等数学中再也没有比数论更好的课程了.任何学生,如能把当今任何一本数论教材中的习题做出,就应当受到鼓励,并劝他将来从事数学方面的工作.”所以在国内外各级各类的数学竞赛中,数论问题总是占有相当大的 比重. 小学数学竞赛中的数论问题,常常涉及整数的整除性、带余除法、奇数与偶数、质数与合数、约数与倍数、整数的分解与分拆.主要的结论有: 1.带余除法:若a,b是两个整数,b>0,则存在两个整数q,r,使得a=bq+r(0≤r<b),且q,r 是唯一的.特别地,如果r=0,那么a=bq.这时,a被b整除,记作b|a,也称b是a的约数,a是b的倍数. 2.若a|c,b|c,且a,b互质,则ab|c. 3.唯一分解定理:每一个大于1的自然数N都可以写成质数的连乘积, 即 (1,其中p1<p2<…<p k为质数,a1,a2,…,a k为自然数,并且这种表示是唯一的.(1)式称为N的质因数分解或标准分解. 4.约数个数定理:设n的标准分解式为(1),则它的正约数个数为: d(n)=(a1+1)(a2+1)…(a k+1). 5.整数集的离散性:n与n+1之间不再有其他整数.因此,不等式x<y与x≤y-1是等价的. 下面,我们将按解数论题的方法技巧来分类讲解. 一、利用整数的各种表示法 对于某些研究整数本身的特性的问题,若能合理地选择整数的表示形式,则常常有助于问题的解决.这些常用的形式有: 1.十进制表示形式:n=a n10n +a n-110 n-1 +…+a0;

数论入门

欧几里得算法 欧几里德算法又称辗转相除法,用于计算两个正整数a,b的最大公约数。其计算原理依赖于下面的定理: 定理:gcd(a,b) = gcd(b,a mod b) (a>b 且a mod b 不为0) 证明:a可以表示成a = kb + r,则r = a mod b 假设d是a,b的一个公约数,则有 d|a,d|b,而r = a - kb,因此d|r 因此d也是(b,a mod b)的公约数 因此(a,b)和(b,a mod b)的公约数是一样的,其最大公约数也必然相等,得证欧几里得算法模板 int gcd(int n,int m) { int t,r; if(n0) { n=m; m=r; } return m; } 题目:HDU 1108 HDU 1576 扩展欧几里得 定理 对于不完全为0 的非负整数a,b,gcd(a,b)表示a,b 的最大公约数,必然存在整 数对x,y ,使得gcd(a,b)=ax+by。 求解x,y的方法的理解 设a>b。 1,显然当b=0,gcd(a,b)=a。此时x=1,y=0; 2,ab!=0 时 设ax1+by1=gcd(a,b); bx2+(a mod b)y2=gcd(b,a mod b); 根据朴素的欧几里德原理有gcd(a,b)=gcd(b,a mod b); 则:ax1+by1=bx2+(a mod b)y2; 即:ax1+by1=bx2+(a-[a/b]*b)y2=ay2+bx2-(a/b)*by2; 根据恒等定理得:x1=y2; y1=x2-[a/b]*y2; 这样我们就得到了求解x1,y1 的方法:x1,y1 的值基于x2,y2. 上面的思想是以递归定义的,因为gcd 不断的递归求解一定会有个时候b=0,所以递归可以

算法分析实验报告--分治策略

分治策略 姓名:XXX 专业班级:XXX 学号:XXX 指导教师:XXX 完成日期:XXX

一、试验名称:分治策略 (1)写出源程序,并编译运行 (2)详细记录程序调试及运行结果 二、实验目的 (1)了解分治策略算法思想 (2)掌握快速排序、归并排序算法 (3)了解其他分治问题典型算法 三、实验内容 (1)编写一个简单的程序,实现归并排序。 (2)编写一段程序,实现快速排序。 (3)编写程序实现循环赛日程表。设有n=2k个运动员要进行网球循环赛。现 要设计一个满足以下要求的比赛日程表:(1)每个选手必须与其它n-1个选手各赛一次(2)每个选手一天只能赛一场(3)循环赛进行n-1天 四、算法思想分析 (1)编写一个简单的程序,实现归并排序。 将待排序元素分成大小大致相同的2个子集合,分别对2个子集合进行 排序,最终将排好序的子集合合并成为所要求的排好序的集合。 (2)编写一段程序,实现快速排序。 通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有 数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数 据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据 变成有序序列。 (3)编写程序实现循环日赛表。 按分治策略,将所有的选手分为两组,n个选手的比赛日程表就可以通 过为n/2个选手设计的比赛日程表来决定。递归地用对选手进行分割, 直到只剩下2个选手时,比赛日程表的制定就变得很简单。这时只要让

这2个选手进行比赛就可以了。 五、算法源代码及用户程序 (1)编写一个简单的程序,实现归并排序。 #include #include<> #define MAX 10 using namespace std; void merge(int array[],int p,int q,int r) { int i,k; int begin1,end1,begin2,end2; int* temp = new int[r-p+1]; begin1 = p; end1 = q; begin2 = q+1; end2 = r; k = 0; while((begin1 <= end1)&&(begin2 <= end2)) { if(array[begin1] < array[begin2]) { temp[k] = array[begin1]; begin1++; } else { temp[k] = array[begin2]; begin2++; } k++; } while(begin1 <= end1) { temp[k++] = array[begin1++]; }

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