Я нашёл эти статьи, в них уже это описано:
https://codeforces.net/blog/entry/72527
https://codeforces.net/blog/entry/46620
Они обе очень хорошие. но я хотел написать более сжатый пост конкретно про обратный остаток, потому что он требуется во многих задачах, даже не связанных с теорией чисел.
Задача
Есть два целых числа A
и B
. Предположим, вы знаете, что A
делится на B
. Но они очень большие, поэтому вы знаете только их остатки по модулю некоторого простого числа M
: A % M
and B % M
. Вы хотели бы узнать остаток их частного – (A / B) % M
. Но (A % M)
может не делиться на(B % M)
. Что делать?
Такой вопрос нередок в комбинаторных задачах, например, при подсчёте биномиальных коэффициентов, когда нужно поделить n!
на k!
и (n - k)!
.
Решение
Короткий ответ – вам нужно вычислить B
в степени M - 2
по модулю M
(с помощью бинарного возведения в степень). Получившееся число называется обратным остатком B
. Теперь вы можете умножить A
на него, чтобы по сути разделить его на B
.
Примечание: это работает только если B % M
– не 0, а M
– простое.
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define int int64_t
const int mod = 998244353;
int bin_exp(int a, int b) {
if (b == 0) {
return 1;
}
if (b % 2) {
return bin_exp(a, b - 1) * a % mod;
}
int res = bin_exp(a, b / 2);
return res * res % mod;
}
int inv(int a) {
return bin_exp(a, mod - 2);
}
int32_t main() {
ios_base::sync_with_stdio(false);
cin.tie(0); cout.tie(0);
int a, b;
cin >> a >> b;
cout << a * inv(b) % mod << '\n';
}
Доказательство
Это известная формула, опирающаяся на малую теорему Ферма и на тот факт, что каждый ненулевой элемент кольца остатков по простому модулю имеет ровно один обратный элемент по умножению. Если вы хотите узнать больше, вы можете прочитать упомянутые мною статьи.