線性O(n)求1~n逆元

求某個數的逆元,我們可以用log(n)的時間算出來。

但是,如果是求1~n的所有逆元呢?是不是就要用nlog(n)的時間了?

其實我們有一種線性的方法,可以在O(n)的複雜度求出1~n的逆元。

 

先假設模數y=ax+b

則ax+b\equiv0  (%y)

將兩邊同時除以x·b (因爲你的目的是得到一個形式爲^{}x^{-1}\equiv……的式子)

則式子變爲\tfrac{ax+b}{x·b}\equiv0  

拆開得a·b^{-1}+^{}x^{-1}\equiv0

x^{-1}\equiv-a·b^{-1}

因爲前面說了y=ax+b

所以a=\left \lfloor \tfrac{y}{x} \right \rfloor,b=(y%x)

將此帶入,得:
x^{-1}\equiv-\left \lfloor \tfrac{y}{x} \right \rfloor`(y%x)^-1

我們設f[i]表示i的逆元,

則f[i]=(-y/i*f[y%i])%y 

按照這個式子遞推下去就可以得到1~n的逆元了。

當然也可以用遞歸的方式用log的時間求出n的逆元。

值得注意的是,因爲你求的逆元也是模意義下的,所以原式應轉化爲f[i]=(y-y/i)*f[y%i]%y ,以此避免出現負數。

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