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問題 No.8030 ミラー・ラビン素数判定法のテスト
ユーザー Haar
提出日時 2020-07-02 05:27:31
言語 C++17
(gcc 13.3.0 + boost 1.87.0)
結果
AC  
実行時間 378 ms / 9,973 ms
コード長 2,060 bytes
コンパイル時間 1,910 ms
コンパイル使用メモリ 195,716 KB
最終ジャッジ日時 2025-01-11 13:56:35
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（参考情報） 		judge5 / judge4
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ソースコード

diff # 

#include <bits/stdc++.h>

/**
 * @title 128-bit int
 * @docs int128.md
 */
#ifdef __SIZEOF_INT128__
using uint128_t = __uint128_t;
using int128_t = __int128_t;
#else
#include <boost/multiprecision/cpp_int.hpp>
using uint128_t = boost::multiprecision::uint128_t;
using int128_t = boost::multiprecision::int128_t;
#endif


class MillerRabin{
  static inline uint64_t power(uint64_t a, uint64_t b, uint64_t p){
    uint64_t ret = 1;

    while(b > 0){
      if(b & 1) ret = static_cast<uint128_t>(ret) * a % p;
      a = static_cast<uint128_t>(a) * a % p;
      b >>= 1;
    }
    
    return ret;
  }

  static inline uint64_t power32(uint64_t a, uint64_t b, uint64_t p){
    uint64_t ret = 1;

    while(b > 0){
      if(b & 1) ret = ret * a % p;
      a = a * a % p;
      b >>= 1;
    }

    return ret;
  }
  
  static inline bool is_composite(uint64_t a, uint64_t p, int s, uint64_t d){
    uint64_t x = p < std::numeric_limits<uint32_t>::max() ? power32(a, d, p) : power(a, d, p);

    if(x == 1) return false;

    for(int i = 0; i < s; ++i){
      if(x == p-1) return false;

      if(x < std::numeric_limits<uint32_t>::max()){
        x = x * x % p;
      }else{
        x = static_cast<uint128_t>(x) * x % p;
      }
    }

    return true;
  }

public:
  static inline bool is_prime(uint64_t n){
    if(n <= 1) return false;
    if(n == 2) return true;
    if(n % 2 == 0) return false;
    
    int s = 0;
    uint64_t d = n-1;
    while((d & 1) == 0){
      s += 1;
      d >>= 1;
    }

    if(n < 4759123141){
      for(uint64_t x : {2, 7, 61}){
        if(x < n and is_composite(x, n, s, d)) return false;
      }

      return true;
    }

    for(uint64_t x : {2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37}){
      if(x < n and is_composite(x, n, s, d)) return false;
    }
    
    return true;
  }
};



int main(){
  std::cin.tie(0);
  std::ios::sync_with_stdio(false);
  
  int N; std::cin >> N;
  for(int i = 0; i < N; ++i){
    int64_t x; std::cin >> x;
    std::cout << x << " " << MillerRabin::is_prime(x) << std::endl;
  }

  return 0;
}
0