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問題 No.3030 ミラー・ラビン素数判定法のテスト
ユーザー Ryuhei MoriRyuhei Mori
提出日時 2017-10-27 20:45:45
言語 C
(gcc 12.3.0)
結果
AC  
実行時間 31 ms / 9,973 ms
コード長 2,301 bytes
コンパイル時間 387 ms
コンパイル使用メモリ 31,232 KB
実行使用メモリ 5,248 KB
最終ジャッジ日時 2024-11-16 23:03:39
合計ジャッジ時間 921 ms
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（参考情報） 		judge5 / judge2
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ソースコード

diff # 

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

typedef unsigned __int128 uint128_t;

void ex_gcd(uint64_t y, uint64_t *b){
  int i;
  uint64_t u, v;
  u = 1; v = 0;
  uint64_t x = 1LL<<63;

  for(i=0;i<64;i++){
    if(u&1){
      u = (u + y) / 2;
      v = v/2 + x;
    }
    else {
      u >>= 1; v >>= 1;
    }
  }

  *b = v;
} 


uint64_t MR(uint128_t x, uint64_t m, uint64_t n){
  uint64_t z = ((uint128_t) ((uint64_t) x * m) * n + x) >> 64;
  return z < n ? z : z - n;
}

uint64_t RM(uint64_t x, uint64_t r2, uint64_t m, uint64_t n){
  return MR((uint128_t) r2 * x, m, n);
}


uint64_t modpow64(uint64_t a, uint64_t k, uint64_t m, uint64_t n, uint64_t one){
  uint64_t r;
  for(r=one;k;k/=2){
    if(k&1) r = MR((uint128_t)r*a, m, n);
    a = MR((uint128_t) a*a, m, n);
  }
  return r;
}

uint32_t modpow32(uint32_t a, uint32_t k, uint32_t n){
  uint32_t r;
  for(r=1;k;k/=2){
    if(k&1) r = (uint64_t)r*a%n;
    a = (uint64_t) a*a%n;
  }
  return r;
}

const uint32_t as32[] = {2, 7, 61};

int is_prime32(uint32_t n){
  int i, j, r;
  uint32_t d;
  if(n <= 1) return 0;
  if(n <= 3) return 1;
  if(!(n & 1)) return 0;
  r = __builtin_ctz(n-1);
  d = (n-1) >> r;
  for(i=0;i<3;i++){
    uint32_t a = as32[i] % n;
    if(a == 0) return 1;
    uint32_t t = modpow32(a, d, n);
    if(t == 1) continue;
    for(j=0;t!=n-1;j++){
      if(j == r-1) return 0;
      t = (uint64_t) t * t % n;
      if(t == 1) return 0;
    }
  }
  return 1;
}


const uint64_t as64[] = {2, 325, 9375, 28178, 450775, 9780504, 1795265022};

int is_prime64(uint64_t n){
  int i, j, r;
  uint64_t d, one, mone, r2, m;
  if(n <= 1) return 0;
  if(n <= 3) return 1;
  if(!(n & 1)) return 0;
  if(n < (1L << 32)) is_prime32(n);
  r = __builtin_ctzll(n-1);
  d = (n-1) >> r;
  ex_gcd(n, &m);
  one = -1UL % n + 1;
  mone = n - one;
  r2 = (uint128_t) one * one % n;
  for(i=0;i<7;i++){
    uint64_t a = RM(as64[i], r2, m, n);
    if(a == 0) return 1;
    uint64_t t = modpow64(a, d, m, n, one);
    if(t == one) continue;
    for(j=0;t!=mone;j++){
      if(j == r-1) return 0;
      t = MR((uint128_t) t * t, m, n);
      if(t == one) return 0;
    }
  }
  return 1;
}



int main(){
  int i, n;

  scanf("%d", &n);
  for(i=0;i<n;i++){
    uint64_t n;
    scanf("%ld", &n);
    printf("%ld %d\n", n, is_prime64(n));
  }
  return 0;
}
0