Add support for pow for big integers
This commit is contained in:
@ -10,7 +10,9 @@
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*/
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module tanya.math;
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import std.traits;
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public import tanya.math.mp;
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public import tanya.math.random;
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version (unittest)
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{
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@ -20,26 +22,32 @@ version (unittest)
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/**
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* Computes $(D_PARAM x) to the power $(D_PARAM y) modulo $(D_PARAM z).
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*
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* If $(D_PARAM I) is an $(D_PSYMBOL Integer), the allocator of $(D_PARAM x)
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* is used to allocate the result.
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*
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* Params:
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* I = Base type.
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* G = Exponent type.
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* H = Divisor type:
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* x = Base.
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* y = Exponent.
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* z = Divisor.
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*
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* Returns: Reminder of the division of $(D_PARAM x) to the power $(D_PARAM y)
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* by $(D_PARAM z).
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*
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* Precondition: $(D_INLINECODE z > 0)
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*/
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ulong pow(ulong x, ulong y, ulong z) nothrow pure @safe @nogc
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H pow(I, G, H)(in auto ref I x, in auto ref G y, in auto ref H z)
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if (isIntegral!I && isIntegral!G && isIntegral!H)
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in
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{
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assert(z > 0);
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}
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out (result)
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{
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assert(result >= 0);
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assert(z > 0, "Division by zero.");
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}
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body
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{
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ulong mask = ulong.max / 2 + 1, result;
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G mask = G.max / 2 + 1;
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H result;
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if (y == 0)
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{
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@ -49,40 +57,92 @@ body
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{
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return x % z;
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}
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do
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{
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auto bit = y & mask;
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if (!result && bit)
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{
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result = x;
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continue;
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}
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||||
do
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{
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immutable bit = y & mask;
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||||
if (!result && bit)
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||||
{
|
||||
result = x;
|
||||
continue;
|
||||
}
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||||
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result *= result;
|
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if (bit)
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{
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result *= x;
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}
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result %= z;
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}
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while (mask >>= 1);
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result *= result;
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||||
if (bit)
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{
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result *= x;
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}
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result %= z;
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}
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while (mask >>= 1);
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return result;
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}
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/// Ditto.
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I pow(I)(in auto ref I x, in auto ref I y, in auto ref I z)
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||||
if (is(I == Integer))
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in
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{
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||||
assert(z.length > 0, "Division by zero.");
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}
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body
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{
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size_t i = y.length;
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auto tmp2 = Integer(x.allocator), tmp1 = Integer(x, x.allocator);
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Integer result = Integer(x.allocator);
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if (x.length == 0 && i != 0)
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{
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i = 0;
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}
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else
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||||
{
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result = 1;
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||||
}
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while (i)
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{
|
||||
--i;
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for (ubyte mask = 0x01; mask; mask <<= 1)
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{
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||||
if (y.rep[i] & mask)
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||||
{
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||||
result *= tmp1;
|
||||
result %= z;
|
||||
}
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||||
tmp2 = tmp1;
|
||||
tmp1 *= tmp2;
|
||||
tmp1 %= z;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return result;
|
||||
}
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||||
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///
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||||
pure nothrow @safe @nogc unittest
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{
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||||
assert(pow(3, 5, 7) == 5);
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||||
assert(pow(2, 2, 1) == 0);
|
||||
assert(pow(3, 3, 3) == 0);
|
||||
assert(pow(7, 4, 2) == 1);
|
||||
assert(pow(53, 0, 2) == 1);
|
||||
assert(pow(53, 1, 3) == 2);
|
||||
assert(pow(53, 2, 5) == 4);
|
||||
assert(pow(0, 0, 5) == 1);
|
||||
assert(pow(0, 5, 5) == 0);
|
||||
}
|
||||
|
||||
///
|
||||
unittest
|
||||
{
|
||||
assert(pow(3, 5, 7) == 5);
|
||||
assert(pow(2, 2, 1) == 0);
|
||||
assert(pow(3, 3, 3) == 0);
|
||||
assert(pow(7, 4, 2) == 1);
|
||||
assert(pow(53, 0, 2) == 1);
|
||||
assert(pow(53, 1, 3) == 2);
|
||||
assert(pow(53, 2, 5) == 4);
|
||||
assert(pow(0, 0, 5) == 1);
|
||||
assert(pow(0, 5, 5) == 0);
|
||||
assert(cast(long) pow(Integer(3), Integer(5), Integer(7)) == 5);
|
||||
assert(cast(long) pow(Integer(2), Integer(2), Integer(1)) == 0);
|
||||
assert(cast(long) pow(Integer(3), Integer(3), Integer(3)) == 0);
|
||||
assert(cast(long) pow(Integer(7), Integer(4), Integer(2)) == 1);
|
||||
assert(cast(long) pow(Integer(53), Integer(0), Integer(2)) == 1);
|
||||
assert(cast(long) pow(Integer(53), Integer(1), Integer(3)) == 2);
|
||||
assert(cast(long) pow(Integer(53), Integer(2), Integer(5)) == 4);
|
||||
assert(cast(long) pow(Integer(0), Integer(0), Integer(5)) == 1);
|
||||
assert(cast(long) pow(Integer(0), Integer(5), Integer(5)) == 0);
|
||||
}
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/**
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