米勒拉宾素性检验(代码模板)


typedef long long ll;
ll qpow(ll a, ll n, ll p) // 快速幂
{
    ll ans = 1;
    while (n)
    {
        if (n & 1)
            ans = (__int128)ans * a % p; // 注意!中间结果可能溢出,需要使用__int128过渡
        a = (__int128)a * a % p;
        n >>= 1;
    }
    return ans;
}
bool is_prime(ll x)
{
    if (x < 3) // 特判1,2
        return x == 2;
    if (x % 2 == 0) // 特判偶数
        return false;
    ll A[] = {2, 325, 9375, 28178, 450775, 9780504, 1795265022}, d = x - 1, r = 0;
    while (d % 2 == 0) // 算出d, r 
        d /= 2, ++r;
    for (auto a : A)
    {
        ll v = qpow(a, d, x); // a^d
        // 如果a^d≡0,说明是a是x的倍数;如果a^d≡1或-1,说明这串数接下来一定都是1,不用继续计算
        if (v <= 1 || v == x - 1) 
            continue;
        for (int i = 0; i < r; ++i)
        {
            v = (__int128)v * v % x; // 同样使用__int128过渡
            if (v == x - 1 && i != r - 1) // 得到-1,说明接下来都是1,可以退出了
            {
                v = 1;
                break;
            }
            // 在中途而非开头得到1,却没有经过-1,说明存在其他数字y≠-1满足y^2≡1,则x一定不是奇素数
            if (v == 1)  
                return false;
        }
        if (v != 1) // 查看是不是以1结尾
            return false;
    }
    return true;
}

每次判断素数只需要O(klogn)

线性筛:在O(N)范围内筛出所有素数


void table()
{
    memset(num,-1,sizeof(num));
    for(int i=2;i<N;i++)
    {
        if(num[i]==-1) prim[pn++]=i;
        for(int j=0;j<pn&&i*prim[j]<N;j++)
        {
            num[prim[j]*i]=prim[j];
            if(i%prim[j]==0) break;
        }
    }
}

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