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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 21:00:20
言語 C
(gcc 12.3.0)
結果
AC  
実行時間 31 ms / 9,973 ms
コード長 3,106 bytes
コンパイル時間 213 ms
コンパイル使用メモリ 32,000 KB
実行使用メモリ 5,376 KB
最終ジャッジ日時 2024-04-28 09:12:22
合計ジャッジ時間 900 ms
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（参考情報） 		judge5 / judge2
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testcase_00 AC 1 ms
5,248 KB
testcase_01 AC 1 ms
5,376 KB
testcase_02 AC 1 ms
5,376 KB
testcase_03 AC 1 ms
5,376 KB
testcase_04 AC 20 ms
5,376 KB
testcase_05 AC 19 ms
5,376 KB
testcase_06 AC 11 ms
5,376 KB
testcase_07 AC 11 ms
5,376 KB
testcase_08 AC 11 ms
5,376 KB
testcase_09 AC 31 ms
5,376 KB
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ソースコード

diff # 

#include <unistd.h>
#include <stdint.h>

typedef unsigned __int128 uint128_t;

char ibuf[300000];
char *ibufe = ibuf-1;

void readall(){
  int k, t = 0;
  while((k=read(STDIN_FILENO, ibuf+t, sizeof(ibuf)-t))>0) t += k;
}

uint64_t read_uintll(){
  uint64_t x=0;
  while(*(++ibufe) <'0');
  do {
    x *= 10;
    x += *ibufe-'0';
  } while(*(++ibufe) >='0');

  return x;
}

char buf[300000];
char *bufe = buf;

void write_uintll(uint64_t x){
  int i;
  static char tmp[19];
  if(x==0){
    *bufe++ = '0';
    *bufe++ = ' ';
    return;
  }

  for(i=0; x; i++){
    tmp[i] = '0' + x % 10;
    x /= 10;
  }
  for(i--; i >= 0; i--){
    *bufe++ = tmp[i];
  }
  *bufe++ = ' ';
}


void write_bitln(int x){
  *bufe++ = '0'+x;
  *bufe++ = '\n';
}

void writeall(){
  int k, t = 0;
  while((k=write(STDOUT_FILENO, buf+t, bufe-buf-t))>0) t += k;
}


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;

  readall();
  n = read_uintll();
  for(i=0;i<n;i++){
    uint64_t x;
    x = read_uintll();
    write_uintll(x);
    write_bitln(is_prime64(x));
  }
  writeall();
  return 0;
}
0