倒推因子分解法——C语言实现

倒推因子分解法是一种我自己设计实现的全新因子分解方法,它不同于以往任何的大数因子分解法,它利用递归和乘法表的原理,通过判断N值的最后一位,来反向推出它的两个因子,其本质就是试乘法的实现,对于一些较小的数其效率高于试除法,但当N值很大时其效率并不高,但是可以做为一种全新的因子分解方法学习。下面是该算法的具体实现,代码部分只可以分解PQ值相等的因子,如果有需要分解很大的数,你可能需要采用GMP库重新实现一遍即可。

cpp 复制代码
/*
  大数分解末尾倒推法
  
  末尾倒推法是一个典型的平衡二叉树结构

  素数除了2、5,都是以1、3、7、9做为最后一位。

  1 * 1 = 1;  1 * 3 = 3;  1 * 7 = 7; 1 * 9 = 9;
  3 * 3 = 9;  3 * 7 = 21; 3 * 9 = 27;
  7 * 7 = 49; 7 * 9 = 63;
  9 * 9 = 81;
  
  1、9是三叉树,3、7是二叉树。
  二叉树对应关系是 1*3=3、7*9=63 和 1*7=7、3*9=27。
  三叉树对应关系是 1*1=1、3*7=21、9*9=81 和 1*9=9、3*3=9、7*7=49。
  所以根据N值最后一位就可以判断PQ的最后一位是什么。
  
  程序设计:赵良军
  2021.12.21
*/
/*
  字符串最后一个字节总是'\0',所以计算位数的时候要从后往前计算。
  RSA一个2048位的平方根是308个字节,p和q一般大小一致,也有pq距离很远的情况。
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <math.h>

unsigned char* g = NULL;
unsigned int depth = 5; //需要递归的字节数包括'\0',5表示寻找千位数。
unsigned char str[4096] = {'\0'};

//将整形转换为字符串,支持2-36进制。
char* itoa(int value, char str[], int radix)
{
	char tmp_buff[33] = {0};
	char ch;
	int i = 0, j = 0;
	
	/* 超出转换进制范围,退出 */
	if ((radix < 2) || (radix > 36))
	{
		printf("radix err...\n");
		return NULL;
	}
	
	/* 不是10进制的负数,退出函数 */
	if ((value < 0) && (radix != 10))
	{
		printf("value err...\n");
		return NULL;
	}
	
	/* 10进制支持负数转换 */
	if ((value < 0) && (radix == 10))
	{
		value = -value;
		*str++ = '-';
	}
	
	/* 转换 */
	while (value)
	{
		ch = value % radix;
		value /= radix;
		
		if (ch < 10)
			tmp_buff[i++] = ch + '0';
		else 
			tmp_buff[i++] = ch + 'a' - 10;
	}	
	
	/* 逆序 */
	for (j=i-1; j>=0; j--)
	{
		*str++ = tmp_buff[j];
	}
	*str = '\0';		// 加上结束符
	
	return str;
}

//查找指定的字符串
unsigned char* find_str( unsigned char* str1,char* str2,unsigned long long int n,unsigned long long int c ){
      unsigned char* p = str1;
      
      while( *p != '\0' ) p++;
      
      p = p - n;
      
      if( strncmp( p, str2, c ) == 0 ){
      	  return p;
      }else{
          return NULL;
      }
}

//二叉树递归查找法

void Ten( unsigned long long int aa,unsigned long long int bb,unsigned long long int carry,unsigned char* key,unsigned long long int pos,unsigned long long int n ){
	unsigned long long int a = aa,b = bb,c = 0;
	
	//递归退出条件
	if( pos == depth ){
		return;
	}

	if( pos == depth-1 ){
		printf( "key = %s\n",key );
	}	
	for(int i = 0;i <= 9;i++){
		for(int j = 0; j <= 9;j++){
			
			c = a * b;
			
			//printf( "%d * %d = %d\n",a,b,c );
			
			//sprintf( str,"%d",c);
			itoa( c,str,10 );
			
			if( strcmp( str,g ) == 0 ){
				printf( "\n%d * %d = %s\n",a,b,str );
				exit(0);
			}
			
			unsigned char* d = find_str( str,key, pos, n );
			if( d == NULL ){
				b += carry;
			    continue;
			}
			if( pos == depth-1 ){
				printf( "%d * %d = %s\n",a,b,str );
			}
			printf( "%d * %d = %s\n",a,b,str );
			Ten( a,b,carry*10,key-1,pos+1,n+1 );
			b += carry;
		}
		a += carry;
		b = bb;
	}
}

//个位
void Position( char* key,int byte ){
    int c;

    g = key;
    depth = byte;
    
	while( *key != '\0' )
		key++;
	key = key - 1;
    
	for( int i = 1; i <= 9; i++ ){
		for( int j = 1; j <= 9; j++ ){
			c = i * j;
		    //printf( "%d * %d = %d\n",i,j,c );
		    
		    sprintf( str,"%d",c );
		    
		    unsigned char* d = find_str( str,key, 1, 1 );
			if( d == NULL ){
			    continue;
			}
		    printf( "%d * %d = %s\n",i,j,str );
			
			Ten( i,j,10,key-1,2,2 );
	    }
	}
}

int main(){
	//unsigned char* p = "7793";
	//unsigned char* q = "9007";
	unsigned char* n = "70191551";
	//617 919
	//unsigned char * n = "567023";
	//char* n = "97049";
	//char* n = "57598893";
	
    //参数二求到平方根后多加一个字符
	Position( n,5 );
	
	/*
	g = n;
	unsigned char* p = n;
	
	printf("n = %s\n",p );
	
	while( *p != '\0' )
		p++;
	p = p - 1;
	
	if( *p == '1'){
	  	Ten( 1,1,10,p-1,2,2 ); //遍历左子树
	  	//Ten( 3,7,10,p-1,2,2 ); //遍历中子树
	  	Ten( 7,3,10,p-1,2,2 ); //遍历中子树
	  	Ten( 9,9,10,p-1,2,2 ); //遍历右子树			    
	}else if( *p == '3'){
	  	Ten( 1,3,10,p-1,2,2 ); //遍历左子树
	  	Ten( 3,1,10,p-1,2,2 ); //遍历左子树
	  	Ten( 7,9,10,p-1,2,2 ); //遍历右子树
	  	Ten( 9,7,10,p-1,2,2 ); //遍历右子树
	}else if( *p == '7'){
	  	Ten( 1,7,10,p-1,2,2 ); //遍历左子树
	  	//Ten( 7,1,10,p-1,2,2 ); //遍历左子树
	  	Ten( 3,9,10,p-1,2,2 ); //遍历右子树
	  	//Ten( 9,3,10,p-1,2,2 ); //遍历右子树
	}else if( *p == '9'){
	  	Ten( 1,9,10,p-1,2,2 ); //遍历左子树
	  	//Ten( 9,1,10,p-1,2,2 ); //遍历左子树
	  	Ten( 3,3,10,p-1,2,2 ); //遍历中子树
	  	Ten( 7,7,10,p-1,2,2 ); //遍历右子树		  	
	}*/
	
    	
}
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