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模n运算

注意:只是个人理解,可能有不正确的地方

对于整数a、n,模n运算就是求a除以n的余数

如果a=10,n=3,那么a除以n的商为3,余数为1

C语言等编程语言中常使用%代表求模运算:a%n

10%3=1

英文中也使用mod代表求模运算:a mod n

10 mod 3 = 1


模n运算的加法:

(a+b)%n = (a%n + b%n)%n

 

模n运算的减法:

(a-b)%n = (a%n - b%n)%n


模n运算的乘法:

(a*b)%n = (a*(b%n))%n = ((a%n)*b)%n = ((a%n)*(b%n))%n


模n运算的乘方:

(a^b)%n = ((a%n)^b)%n

(((a^b)%n)*((a^c)%n))%n = ((((a%n)^b)%n)*(((a%n)^c)%n))%n = ((a%n)^b)*(a%n)^c))%n = ((a%n)^(b+c))%n = (a^(b+c))%n


将模n运算中的加减乘运算抽象化:

如果将上面等式中的%n从等式中略去,然后使用(mod n)方式标在等式后,以表明该计算不是普通的加减乘等运算,是基于模n的运算,则各运算可以写作:

a+b = a+b  (mod n)

a-b = a-b  (mod n)

a*b = a*b  (mod n)

a^b = a^b  (mod n)

(a^b)*(a^c) = a^(b+c)  (mod n)

这样就得到了基于模n的加减乘运算。

b^(-1)的定义

对于普通乘法,b*b^(-1)=1,那么基于模n的b^(-1)应该满足:

b*b^(-1)=1  (mod n)

由(2*5)%3=1可以看出

2^(-1) = 5  (mod 3)

5^(-1) = 2  (mod 3)

由(2*2)%3=1可以看出

2^(-1) = 2  (mod 3)

可以看出b^(-1)是一系列数,但通常只取<n的值

b^(-1)也称为b关于n的模反元素

由b^(-1)定义,可以得到抽象化的基于模n的除法

a/b = a*(b^(-1))  (mod n) 


模n运算