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  • 继续实现算法导论里面的题目和算法

    1.动态规划:切钢条问题

    #算法导论第四章:动态规划题目:切钢条
    '''问题:给定一个长度为n的钢条,和一个价格表,问切割方案s.t.受益最大
    切割表:
    长度:1 2 3 4 5  6  7   8  9 10
    价格:1 5 8 9 10 17 17 20 24 30
    
    '''
    #作为动态规划的本质还是要先写出地柜的版本.然后改地推即可.
    #首先做出数据:
    a=[]
    a.append([1,2,3,4,5,6,7,8,9,10])
    a.append([1,5,8,9,10,17,17,20,24,30])
    print (a)
    #先写一个水的版本,把方案利润最后的答案打印出来即可.
    def fangan(n):
     tmp=0#用来储存所有的方案的利益
     if n in a[0]:
          for i in range(len(a[0])):
               if a[0][i]==n:
                    tmp=(a[1][i])
                    break
     for i in range(1,n//2+1):
          b=fangan(i)+fangan(n-i)
          if b>tmp:
           tmp=b
     return tmp
    print (fangan(5))
    
    #下面写把切割方案也写出来.这个书中没有体现,感觉有点难的!
    def fangan(n):
     tmp=[0,[0]]#用来储存所有的方案的利益
     if n in a[0]:
          for i in range(len(a[0])):
               if a[0][i]==n:
                    tmp=[a[1][i],[n]]
                    
                    break
     for i in range(1,n//2+1):
          b=fangan(i)[0]+fangan(n-i)[0]
          qiege=fangan(i)[1]+fangan(n-i)[1]
          if b>tmp[0]:
           tmp[0]=b
           tmp[1]=qiege
     return tmp
    print (fangan(10))
    #然而利用函数的多返回值还是成功写出来了.注意这里的返回值用list实现,用tuple修改不了所以不行.
    
    
    #然而如果老板要求获得所有最好的方案呢?比如fangan(7)就应该有2个解7=1+6=2+2+3
    
    
    
    #继续实现上面的目标:
    def fangan(n):
     tmp=[0,[0]]#用来储存所有的方案的利益
     if n in a[0]:
          for i in range(len(a[0])):
               if a[0][i]==n:
                    tmp=[a[1][i],[n]]
                    
                    break
     for i in range(1,n//2+1):
          b=fangan(i)[0]+fangan(n-i)[0]
          qiege=fangan(i)[1]+fangan(n-i)[1]
          if b>tmp[0]:
           tmp[0]=b
           tmp[1]=qiege
    
     for i in range(1,n//2+1):
          b=fangan(i)[0]+fangan(n-i)[0]
          qiege=fangan(i)[1]+fangan(n-i)[1]
          if b==tmp[0]:
              tmp.append(sorted(qiege))
     #去重
     k=[]
     for i in range(2,len(tmp)):
             
             if tmp[i] in tmp[:i]:
                 
                  k.append(i)#记录需要弹出的index
    
    
     #不知道为什么这个去重有bug!??但是基本不难了
     return tmp
    print (fangan(7))
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     更新版:改了上面的一个bug

    #算法导论第四章:动态规划题目:切钢条
    '''问题:给定一个长度为n的钢条,和一个价格表,问切割方案s.t.受益最大
    切割表:
    长度:1 2 3 4 5  6  7   8  9 10
    价格:1 5 8 9 10 17 17 20 24 30
    
    '''
    #作为动态规划的本质还是要先写出地柜的版本.然后改地推即可.
    #首先做出数据:
    a=[]
    a.append([1,2,3,4,5,6,7,8,9,10])
    a.append([1,5,8,9,10,17,17,20,24,30])
    print (a)
    #先写一个水的版本,把方案利润最后的答案打印出来即可.
    def fangan(n):
     tmp=0#用来储存所有的方案的利益
     if n in a[0]:
          for i in range(len(a[0])):
               if a[0][i]==n:
                    tmp=(a[1][i])
                    break
     for i in range(1,n//2+1):
          b=fangan(i)+fangan(n-i)
          if b>tmp:
           tmp=b
     return tmp
    print (fangan(5))
    
    #下面写把切割方案也写出来.这个书中没有体现,感觉有点难的!
    def fangan(n):
     tmp=[0,[0]]#用来储存所有的方案的利益
     if n in a[0]:
          for i in range(len(a[0])):
               if a[0][i]==n:
                    tmp=[a[1][i],[n]]
                    
                    break
     for i in range(1,n//2+1):
          b=fangan(i)[0]+fangan(n-i)[0]
          qiege=fangan(i)[1]+fangan(n-i)[1]
          if b>tmp[0]:
           tmp[0]=b
           tmp[1]=qiege
     return tmp
    print (fangan(10))
    #然而利用函数的多返回值还是成功写出来了.注意这里的返回值用list实现,用tuple修改不了所以不行.
    
    
    #然而如果老板要求获得所有最好的方案呢?比如fangan(7)就应该有2个解7=1+6=2+2+3
    
    
    
    #继续实现上面的目标:
    def fangan(n):
     tmp=[0,[0]]#用来储存所有的方案的利益
     if n in a[0]:
          for i in range(len(a[0])):
               if a[0][i]==n:
                    tmp=[a[1][i],[n]]
                    
                    break
     for i in range(1,n//2+1):
          b=fangan(i)[0]+fangan(n-i)[0]
          qiege=fangan(i)[1]+fangan(n-i)[1]
          if b>tmp[0]:
           tmp[0]=b
           tmp[1]=qiege
    
     for i in range(1,n//2+1):
          b=fangan(i)[0]+fangan(n-i)[0]
          qiege=fangan(i)[1]+fangan(n-i)[1]
          if b==tmp[0]:
              tmp.append(sorted(qiege))
     #去重
     k=[]
     for i in range(2,len(tmp)):
             
             if tmp[i] in tmp[:i]:
                 
                  k.append(i)#记录需要弹出的index
    
    ## for i in k:
    ##     tmp.pop(i)
     #不知道为什么这个去重有bug!??但是基本不难了知道错哪里了,pop一次index就变了!!!
     #所以还是要用for来重新建立就行了.
     c=[]
     for i in range(len(tmp)):
         if i not in k:
             c.append(tmp[i])
     return c
    print (fangan(7))
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     继续修改成动态规划版本,并且用一个储存技巧,轻松实现递归到动态规划的转化

    #算法导论第四章:动态规划题目:切钢条
    '''问题:给定一个长度为n的钢条,和一个价格表,问切割方案s.t.受益最大
    切割表:
    长度:1 2 3 4 5  6  7   8  9 10
    价格:1 5 8 9 10 17 17 20 24 30
    
    '''
    #作为动态规划的本质还是要先写出地柜的版本.然后改地推即可.
    #首先做出数据:
    a=[]
    a.append([1,2,3,4,5,6,7,8,9,10])
    a.append([1,5,8,9,10,17,17,20,24,30])
    print (a)
    #同样对他进行计数
    #先写一个水的版本,把方案利润最后的答案打印出来即可.
    count=0
    def fangan(n):
     global count
     count+=1
     tmp=0#用来储存所有的方案的利益
     
     if n in a[0]:
          for i in range(len(a[0])):
               if a[0][i]==n:
                    tmp=(a[1][i])
                    break
     for i in range(1,n//2+1):
          b=fangan(i)+fangan(n-i)
          if b>tmp:
           tmp=b
     return tmp
    print (fangan(7))
    print ('递归版本的计数是:')
    print (count)
    #下面写把切割方案也写出来.这个书中没有体现,感觉有点难的!
    def fangan(n):
     tmp=[0,[0]]#用来储存所有的方案的利益
     if n in a[0]:
          for i in range(len(a[0])):
               if a[0][i]==n:
                    tmp=[a[1][i],[n]]
                    
                    break
     for i in range(1,n//2+1):
          b=fangan(i)[0]+fangan(n-i)[0]
          qiege=fangan(i)[1]+fangan(n-i)[1]
          if b>tmp[0]:
           tmp[0]=b
           tmp[1]=qiege
     return tmp
    print (fangan(10))
    #然而利用函数的多返回值还是成功写出来了.注意这里的返回值用list实现,用tuple修改不了所以不行.
    
    
    #然而如果老板要求获得所有最好的方案呢?比如fangan(7)就应该有2个解7=1+6=2+2+3
    
    
    
    #继续实现上面的目标:
    def fangan(n):
     tmp=[0,[0]]#用来储存所有的方案的利益
     if n in a[0]:
          for i in range(len(a[0])):
               if a[0][i]==n:
                    tmp=[a[1][i],[n]]
                    
                    break
     for i in range(1,n//2+1):
          b=fangan(i)[0]+fangan(n-i)[0]
          qiege=fangan(i)[1]+fangan(n-i)[1]
          if b>tmp[0]:
           tmp[0]=b
           tmp[1]=qiege
    
     for i in range(1,n//2+1):
          b=fangan(i)[0]+fangan(n-i)[0]
          qiege=fangan(i)[1]+fangan(n-i)[1]
          if b==tmp[0]:
              tmp.append(sorted(qiege))
     #去重
     k=[]
     for i in range(2,len(tmp)):
             
             if tmp[i] in tmp[:i]:
                 
                  k.append(i)#记录需要弹出的index
    
    ## for i in k:
    ##     tmp.pop(i)
     #不知道为什么这个去重有bug!??但是基本不难了知道错哪里了,pop一次index就变了!!!
     #所以还是要用for来重新建立就行了.
     c=[]
     for i in range(len(tmp)):
         if i not in k:
             c.append(tmp[i])
     return c
    print (fangan(7))
    
    #想法是直接在递归过程中,建立表,然后每一次递归调用都先搜索表中是否存在,
    #从而实现动态规划.下面来实现.
    
    
    
    print ('下面是动态规划版本')
    
    #首先还是做这个只返回最大利益的这个简单例子.b作为表格来储存每一个递归结果.
    #简单的写出来,然后为了讨论效率加一个count来计数
    b=[0]*len(a[0])
    count=0
    def fangan(n):
     global count
     count+=1
     global b
     if b[n-1]!=0:
         return b[n-1]
     tmp=0#用来储存所有的方案的利益
     if n in a[0]:
          for i in range(len(a[0])):
               if a[0][i]==n:
                    tmp=(a[1][i])
                    break
     for i in range(1,n//2+1):
          c=fangan(i)+fangan(n-i)
          if c>tmp:
           tmp=c
     
     b[n-1]=tmp
     return tmp
    print (fangan(7))
    print('动态规划版本的计数是')
    print (count)
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     2.贪心问题:会议安排问题

    '''贪心算法:算法导论第十六章'''
    
    #活动选择问题:
    '''
    
    题目是:下面的表表示会议i在si点开始在fi点结束.那么如何安排会议可以让
    会议开的数目最大
    
    i  1    2   3    4   5    6   7    8   9    10  11
    
    si 1    3   0   5   3   5   6   8   8   2   12
    
    fi 4    5   6   7   9   9   10  11  12  14  16
    
    
    
    
    '''
    
    a=[]
    
    a.append([1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11])
    a.append([1,3,0,5,3,5,6,8,8,2,12])
    
    
    a.append([4,5,6,7,9,9,10,11,12,14,16])
    
    print (a)
    #先写递归版本:理清思路再考虑效率问题.基本是一个On^3的
    
    def shuchu(n):#函数代表如果会议只让最晚开到n点,包含n点的话,那么
                  #最大的会议数量是几?这么写显然不行,因为如果一个会议已经用过了
                   #但是你还是记录他的一个上届来做n显然会重复,
                 #这时候的思想就是细分,加强这个条件,来让子问题不重叠.
                #类似上升子序列的思路:把shuchu(n)这个函数的n定义改成:
            #严格的开到n点,这个情况下最大的会议数量.例如比如不考虑这个题目的话
           #shuchu(5.5) return一个0.
        c=[0]
        
        for i in range(1,n):
            d=0
            for j in range(len(a[0])):
                if a[1][j]>=i and a[2][j]==n:
                    c.append(shuchu(i)+1)
                else:
                    c.append(shuchu(i))
        return max(c)     
                
    print (shuchu(6))
     
    
    
    
    
    
    
    
    #改成动态规划:上面实在是太卡了
    b=[-1]*2*len(a[0])
    def shuchu(n):#函数代表如果会议只让最晚开到n点,包含n点的话,那么
                  #最大的会议数量是几?这么写显然不行,因为如果一个会议已经用过了
                   #但是你还是记录他的一个上届来做n显然会重复,
                 #这时候的思想就是细分,加强这个条件,来让子问题不重叠.
                #类似上升子序列的思路:把shuchu(n)这个函数的n定义改成:
            #严格的开到n点,这个情况下最大的会议数量.例如比如不考虑这个题目的话
           #shuchu(5.5) return一个0.
        global b
        if b[n]!=-1:
            return b[n]
        c=[0]
        
        for i in range(1,n):
            d=0
            for j in range(len(a[0])):
                if a[1][j]>=i and a[2][j]==n:
                    c.append(shuchu(i)+1)
                else:
                    c.append(shuchu(i))
        b[n]=max(c)
        return b[n]   
                
    print (shuchu(16))
    
    #贪心算法:直接O(n) 每一次选结束时间最早的并且跟前面无冲突的即可,然后扫一遍数据就完事了...
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     3.用indegree方法来求解有向图的拓扑排序问题

    '''
    图的表示:算法导论22章
    图又2中表示方式:
    1.是链表:一个节点跟他相连的节点都用一个链表穿起来.
             然后n个节点就用n个链表来储存这个图的信息
    2.是矩阵:用节点数n,n*n的矩阵来储存,两个点如果有边就存1.
    优势和劣势:
    1.链表:适用于稀疏图,但是很难判断一个边是否存在
    2.矩阵:反之.
    
    '''
    '''
    拓扑排序
    
    一.定义
    
    对一个有向无环图(Directed Acyclic Graph简称DAG)G进
    行拓扑排序(Topological Sort),是将G中所有顶点排成一个线
    性序列,使得对图中任意一对顶点u和v,若<u,v>∈E(G),则u在
    线性序列中出现在v之前。通常将这样的线性序
    列称为满足拓扑次序(Topolgical Order)的序列,简称拓扑序列。'''
    
    
    
    
    '''
    用链表来拓扑排序
    入度是图论算法中重要的概念之一。它通常指有向
    图中某点作为图中边的终点的次数之和。'''
    
    
    '''
    入度表
    
    对于DAG的拓扑排序,显而易见的办法!!!!!!!!
    这是一个好方法:
    
    找出图中0入度的顶点;
    依次在图中删除这些顶点,删除后再找出0入度的顶点;
    然后再删除……再找出……
    直至删除所有顶点,即完成拓扑排序
    为了保存0入度的顶点,我们采用数据结构栈(亦可用队列);算法的可视化可参看这里。
    
    图用邻接表(adjacency list)表示,用数组inDegreeArray[]记录结点的入度变化情况。C实现:'''
    
    
    class Graph():
        def __init__(self,n):
            self.vertex_num=n
            self.edge=[]
            for i in range(n):#2-dim-empty list cannot use *99
             self.edge.append([])
            self.indegree=[0]*n
    #vertex_index=0,1,2,3,4....
        def addedge(self,n,m):
            self.edge[n].append(m)
            self.indegree[m]+=1
        def topological_sort(self):
            a=[]
            b=len(self.indegree)
    
            while (b):
             for i in range(len(self.indegree)):
                if 0 not in self.indegree:
                    return False
                if self.indegree[i]==0:
                    print (i)
                    a.append(i)
                    self.indegree[i]-=1
                    
                    for j in self.edge[i]:
                       
                        self.indegree[j]-=1
                    b-=1
                    break
             
            return a
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
                
    g=Graph(6)
    g.addedge(5,2)
    g.addedge(5,0)
    g.addedge(4,0)
    g.addedge(4,1)
    g.addedge(5,4)
    g.addedge(0,5)
    g.addedge(2,3)
    g.addedge(3,1)
    print (g.edge)
    print (g.indegree)
    print (g.topological_sort())
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     4.数论,素数,线性规划,密码的学习

    '''
    下面学习算法导论29章线性规划问题.'''
    '''
    解决方法:1.单纯型法:是一个最坏情况指数型的算法
             2.内点法.:是一个多项式级数的算法
             3.整数线性规划:nphard问题.没有找到多项式的时间算法
    标准型和松弛型:标准型中,所有的约束都是不等式,而在松弛型中所有的约束都是等式,
    并且要求变量非负.
    
    非常有用的转化思想:
    1.我们可以吧单源最短路径问题转化为一个线性规划.
    '''
    '''
    单纯型法:就是化成松弛型矩阵之后
    的等解变换.然后逐渐把目标函数的变量前面的系数,都修改成负数,这样,最后的前面的
    常数项就是我们要的答案.'''
    #算法很复杂就不写代码了
    '''
    30章,多项式乘法和傅里叶变换.
    1.多项式的表达:1.系数的表达:比较trivial
                   2.点值表达:一个次数界为n的多项式A(x)的点值表达是由
                      {(x0,y0),...,(xn-1,yn-1)}来表达的集合
                      其中yk=A(xk)'''
    
    '''
    通过系数表达和点值表达来进行多项式乘法,和在复平面的单位圆里面取点值表达.来操作的'''
    '''
    28章:矩阵计算.
    1.线性方程组:用LUP分解,也就是高斯消元法.
    31章:经典算法:
    1.密码里面有一个问题:求解模线性方程:ax≡b(mod n)
    2.素数定理:素数跟自然数的个数是logn:n 经典问题证明非常难.
    3.工具:欧拉函数φ(n)=n*∏(1-1/p)其中p是n的素因子:
      这个函数表示不大于n的整数有多少个跟n互素.
    4.对求模运算有一个经典的问题:如果gcd(a,n)=1,那么方程ax≡1(mod n)对模n有唯一的解,
    叫做这个解释a对模n的乘法逆元.如果gcd(a,n)!=1,那么方程无解.
      这就是ras加密的原理.
    5.拓展欧几里得算法:设d=gcd(a,n):那么d=ax+ny.需要这个算法给a,n输出d,x,y:因为这些量
      对模的求逆运算很重要.
    
    
    
    '''
    
    
    def Extended_Euclid(a,n):#假设a大n小.
        if a<n:
            x,y,z=Extended_Euclid(n,a)
            return (x,y,z)
    
        if n==0:
            
            return (a,1,0)
        else:#下面的步骤需要一个反,也就是辗转一下.
            (x,y,z)=Extended_Euclid(a % n,n)
            return (x,y,z-(a//n)*y)
    print (Extended_Euclid(1423423403242342300,13477088832423432423432000))
    '''
    书中定理:
    1.令d=gcd(a,n),假设对某些整数x1,y1有d=a*x1+n*y1
    那么有如果d|b那么方程ax≡b(mod n)才有解.并且
    解是:xi=x0+i(n/d)这里i=0,1,...,d-1
    x0=x1(b/d)mod n'''
    #证明带入验证即可.所以下面利用这个定理可以直接给出模方程的算法.
    def modequation(a,b,n):#方程ax≡b(mod n)
        d,x1,y1=Extended_Euclid(a,n)
        if b%d==0:
            c=[]
            c0=x1*(b//d) %n
            
            c.append(c0)
            for i in range(1,d):
                c0+=(n//d)
                c0=c0%n
                c.append(c0)
            return c
        else:
            return None
    print (modequation(14,30,100))
    #利用这个modequation可以高效的求出模的逆元.比如下面的例子.
    print (modequation(7,1,10))  #输出答案3
    
    
    '''
    元素的幂的模操作:
    1.欧拉定理:对于任意整数n>1,有a的φ(n)次幂≡1(mod n)对所有的a小于n都成立.
    2.费马定理:如果p是素数,则a的p-1次幂≡1(mod p)对所有的a小于p都成立.
    '''
    
    '''
    希望有一个高效的求a的b次幂mod n的值.下面给出.利用二进制来实现.
    '''
    def modular_expotion(a,b,n):#高效的求a的b次幂mod n的值
                                #本质也就是把每一次分解成平方和平方乘a运算,每一次用mod来加速运算.
            b=bin(b)
            b=b[2:]
            d=1
            for i in range(len(b)):
                if b[i]=='0':
                    d**=2
                    d%=n
                if b[i]=='1':
                    d**=2
                    d%=n
                    d*=a
                    d%=n
            return d
    print (modular_expotion(751221326,5604675868673545300,5634231))    #秒算出3496792
    '''
    然后直接算幂再mod的话,直接电脑卡死
    '''
    
    '''
    rsa秘钥加密系统总结:
    在rsa秘钥加密系统中,一个参与者按下列过程创建他的公钥和秘钥:
    1.随机选取两个大的素数p和q,使得p≠q,例如素数p和q都取1024位.
    2.计算n=pq
    3.选取一个与φ(n)互质的小的奇数e.(其中φ(n)=(p-1)(q-1)). 欧几里得算最大公约数很快.
      另外从书中我们知道自然数n和φ(n) 比是lnln n :1  所以跟他互素的数非常多.
      从小到大遍历我们轻松算出是14:1.所以基本不超过尝试100次左右就能找到这个小奇数e
      并且因为是lnln 所以就算p,q取多大比如100万位也都秒算.
    4.对模φ(n),计算出e的乘法逆元d的值.
    5.将对P=(e,n)公开,并作为参与者的RSA公钥.
    6.将对S=(d,n)保密,并作为参与者的RSA秘钥.
      对于上面的方案,消息M是一个数字.
      把P(M)定义为M**e mod n.
      把S(C)定义为C**d mod n.
      所以容易知道Alice可以通过这两个变换把M变回来在mod n的意义下.
      所以只需要M这个10进制的数的位数*e小于6即可.感觉很迷.这个限制也太严格了.
    使用流程:
    1.Bob给Alice发信息:发P(M)
    2.Alice接受到然后用S转化即可.
    '''
    
    '''
    伪素数:如果n是一个合数,并且a**(n-1)≡1(mod n)我们就称n是一个基为a的伪素数.
    '''
    
    def pseudoprime(n):
        if modular_expotion(2,n-1,n)%n!=1:
            return 'composite'
        else:
            return 'prime'
    print (pseudoprime(857))#但是无论加多少个基都无法保证psudo变成真素数.因为有carmicheal数的存在.
    #但是1024位的话,基于2的伪素数有1/10的40次幂还要少的概率.
    #利用这个就可以随机生成一个大素数.根据素数定理:只需要测试ln n个数即可找到一个prime.
    def find_a_big_prime(n):#n要保证很大,比如一亿多效果才好,下面为了测试需要就弄个小的数.
                            #因为n越大,伪素数的出现概率越低.
                            #这个函数输入n,返回一个比n大的伪素数.
        import math
        for i in range(2*int(math.log(n))):
             n+=1
             if pseudoprime(n)=='prime':
              return n
    
    print(find_a_big_prime(560))#这里面故意写一个范例,输出561,他是一个camichale数
    #他是3的倍数,所以他不是一个素数.
    '''
    一些实用的关于整除的trick:
    1.一个整数被3整除 等价于 他的各个数位的数字相加被3整数.(证明显然)
    2.一个整数被9整除 等价于 他的各个数位的数字相加被9整数.(证明显然)
    3.一个整数被5整除 等价于 他的个数位的数字=0,5.(证明显然)
    4.设该数有两位以上,若个位数+十位数*2能被4整除,那么该数能被4整除.
    5.被7整除等价于:若一个整数的个位数字截去,再从余下的数中,减去个位数的
      2倍,如果差是7的倍数,则原数能被7整除.如果差太大或心算不易看出是否7的倍数
    , 就需要继续上述「截尾、倍大、相减、验差」的过程,直到能清楚判断为止.(证明显然)
    6.能被6整除的数的特征末尾是0、246、8且各位上数字的和能被3整除
    7.显然1000能被8整除,所以1000的倍数能被8整除,所以看一个数能否被8整除,只需看它的后3位.
    
    '''
    
    print (322223333)
    
    #下面通过构造witness函数把pseudoprime进行一次重写.得到更高的效率.
    def witness(a,n):#函数目标是验证n是否是以a为基地的伪素数.
        #返回True就表示是合数,False代表素数
    
        if n %2==0:
            return True
        #先把n-1进行2的次方分解:
        beifenjie=n-1
        t=0
        for i in range(beifenjie):
            if beifenjie%2==0:
                t+=1
                beifenjie//=2
            else:
                break
        u=beifenjie# 得到了n-1=2**t*u
        x0=modular_expotion(a,u,n)
        #下面这行的操作在算法导论第三版chs.pdf里面p568页写的,实在是太漂亮的结果了.
        #大概写一下,具体应该翻书多看看怎么判断的合数.
        #思路大概是这样,你经过t次平方得到的数.然后如果你已经发现xi-1是一个以n为模1的
        #非平凡平方根,因为xi!=+-1(mod n),但是xi=1 (mod n),所以n必然是合数,因为
        #已经证明过了只有n是合数时候才可以存在以n为模的1的非平凡平方根.(非平凡就是非1)!!!!!!
        #我直接就惊了!用这个操作居然能排除很多calmicakal数.比如561.下面写代码.
        x_old=x0
    
        for i in range(t):
            x_new=x_old**2%n
            if x_new==1 and x_old!=1 and x_old!=n-1:
                return True
            x_old=x_new
    
        if x_old!=1:
            return True
        return False
            
    '''
    下面就是简单的miller-rabin算法:
    效率非常高,然后几乎保证了prime的判断是严格的!!!!!!!!
    '''
    #下面函数就是用s个基地来判断n是否是素数的终极程序
    def miller_rabin(n,s):
        #经过这个代码发现import 一个库最好少用
        #比如我如果用numpy库会明显感觉卡,用random明显速度快.
        #我估计他是把代码都贴过来,所以少import没用的库会加速很多.
        import random
        for j in range(s):
            j=random.randint(1, n-1)
            if witness(j,n):
                return 'Composite'
        return 'prime'
    print (miller_rabin(2336,5))
    
    
    
    '''
    下面的是开放问题整数的因子分解.
    也就是破译ras的算法问题.没有高速方法,只有启发式方法.
    时间未知,也就是基本不是多项式时间的.
    '''
    #感觉很神秘,解释也比较奇怪的算法.
    def pollard_rho(n):
        import random
        #注意rand这个函数里面的上下标都是闭括号.都能取到.
        x=random.randint(0, n-1)
        y=x
        while 1:
            x=(x**2-1)%n
            
            
            d=Extended_Euclid(y-x,n)[0]
            if d!=1 and d!=n:
                print (d)
    
    import random
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     5.计算几何:

    '''
    33章:高大上的计算几何.            #顺便学习了运算符的重载.
    1.线段的操作:
      1.向量的叉积:正负,用来判断两个的相对顺时针和逆时针.
                   等于0表示2个向量共线.
    '''
    #下面写一个判断2个线段相交的函数.下面都是在R2中讨论,更高维的可以类似推广.
    class point():
        def __init__(self,x,y):
            self.x=x
            self.y=y
        def __sub__(self,other):#other不用事先制定类型,可以直接当做一个point来用
            #本身已经写好了调用的方法,所以还是用-号来调用即可.
            return point(self.x-other.x,self.y-other.y)
    #上面为了方便,我们引入运算符的重载.
    def direction(p1,p2,p3):#这函数是求p1,p2这个向量和p1,p3这个向量的叉积.
        #用行列式法则就能计算这种简单的2维情况.
        return (p2-p1).x*(p3-p1).y-(p2-p1).y*(p3-p1).x #这个数如果大于0就表示从向量p1,p2转逆时针才能到p1,p3
                                   #反之类似.
    def segments_intersect(p1,p2,p3,p4):#函数的自变量可以取一个对象
        #我们判断的线段是p1,p2为端点的 线段和p3,p4为端点的线段
        #python 代码太长后面写即可  一行运行多个语句用,即可.
        d1=direction(p1,p2,p3)
        d2=direction(p1,p2,p4)
        d3=direction(p3,p4,p1)
        d4=direction(p3,p4,p2)
        if direction(p1,p2,p3)*direction(p1,p2,p4)<0 and 
            direction(p3,p4,p1)*direction(p3,p4,p2)<0:
            return True
        if d1==0 and on_segment(p1,p2,p3):
            return True
        if d2==0 and on_segment(p1,p2,p4):
            return True
        if d3==0 and on_segment(p3,p4,p1):
            return True
        if d4==0 and on_segment(p3,p4,p2):
            
            return True
        return False
    p1=point(3,4)
    p2=point(3,5)
    p3=point(2,5)
    p4=point(4,-999)
    def on_segment(a,b,c):
        if min(a.x,b.x)<=c.x<=max(a.x,b.x) and min(a.y,b.y)<=c.y<=max(a.y,b.y):
            return True
        else:
            return False
    print (direction(p1,p2,p3)),print (324)
    print (segments_intersect(p1,p2,p3,p4))
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
            
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    '''
    计算几何记录下思路吧:
    1.寻找凸包.1.graham方法:1.首先栈里面放入最低的点里面最左的点.作为原点
                            2.放入跟这个原点,夹角最小的2个点.append进去
                            3.继续找夹角更大一丁点的点,然后跟栈顶和栈倒数第二个栈顶比,
                              看是否弹出栈顶.
                            4.做到最后站里面的元素就是凸包的端点
                            速度O(Nlogn)
             2.jarvis方法:1.相同
                          2.找夹角最小的和最大的.得到p1,p2两个点
                          3.再继续以p1找夹角最小的,和p2找夹角最大的.
                          4.循环即可.O(nh) h为凸包端点数
    2.找最近的点对.时间O(nlogn)
               1.分治法
               2.合并时候还要多考虑中间地带2delta贷款里面的点.
    '''
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