Блог пользователя oversolver

Автор oversolver, история, 7 лет назад, По-английски

Your given a simple task:

For given number 2 ≤ n ≤ 1018 check prime or not it is.

Limits are: 1 second TL, 16Mb ML.

And we have solution:

bool isprime(LL n){
	if(n<2) return false;
	for(LL i=2;i*i*i<=n;++i) if(n%i==0) return false;
	for(int it=0;it<1e5;++it){
		LL i = rand()%(n-1)+1;
		if(__gcd(i,n)!=1) return false;
		if(mpow(i,n-1,n)!=1) return false;
	}
	return true;
}

where rand() returns 64-bit random integer and mpow(a,b,m) is ab modulo m.

Can you challenge this solution?

  • Проголосовать: нравится
  • +42
  • Проголосовать: не нравится

»
7 лет назад, # |
  Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится

How likely is it that it is gonna say that the number is a prime, when in reality it isn't?

»
7 лет назад, # |
  Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится

Fails for 999999999999999989

»
7 лет назад, # |
  Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится

Link

Line if(mpow(i,n-1,n)!=1) return false; won't never be executed.

  • »
    »
    7 лет назад, # ^ |
      Проголосовать: нравится +18 Проголосовать: не нравится

    Line with __gcd is very likely to be executed for Carmichael numbers, since they have small primes in their factorization.

  • »
    »
    7 лет назад, # ^ |
    Rev. 3   Проголосовать: нравится +8 Проголосовать: не нравится

    those numbers have at least 3 primes in factorization?

    if yes then ok, because of this line

    for(LL i=2;i*i*i<=n;++i) if(n%i==0) return false;

»
7 лет назад, # |
  Проголосовать: нравится +8 Проголосовать: не нравится

im fake reyna 15241579244017681=123456791^2

»
7 лет назад, # |
  Проголосовать: нравится +11 Проголосовать: не нравится
bool isprime(LL n){
	if(n<2) return false;
	for(LL i=2;i<1000000;++i) if(n%i==0) return false;
	LL i = rand()%(n-1)+1;
	if(mpow(i,n-1,n)!=1) return false;
	return true;
}

I slightly modified the code and now it performs the power test only once, still I'm quite confident that it's correct.

The only interesting case is N = pq where p, q > 1000000 are large primes. The test fails when in - 1 = 1. However, by Euler's theorem, you know i(p - 1)(q - 1) = 1, and by combining these two equations you get ip + q - 2 = 1. There are at most p + q - 2 such i and the probability that this happens is at most (p + q - 2) / (n - 1) < 0.000002.

  • »
    »
    7 лет назад, # ^ |
    Rev. 3   Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится

    "There are at most p  +  q  -  2 such i"

    I don't get it. Can you explain why?

    UPD. I think that if q = 2p - 1 and p, q are both primes then we have only two conditions on i: and . First one holds for remainders modulo q (exactly for quadratic residues) and second for p - 1 remainders modulo p (all non-zero remainders). So there are solutions modulo pq (because of Chinese remainder theorem).

    • »
      »
      »
      7 лет назад, # ^ |
        Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится

      Let P be a polynomial of degree k (on any field). Then the number of roots of P is at most k.

      (If r1, r2, ... are roots, (x - r1)(x - r2)... must be a divisor of P(x))

»
7 лет назад, # |
Rev. 2   Проголосовать: нравится +15 Проголосовать: не нравится

Do you know how to challenge this solution or you wondering whether it possible? It seems to me that this code is correct and 105 iterations is way too much.

Explanation
»
7 лет назад, # |
  Проголосовать: нравится +10 Проголосовать: не нравится

Btw, it's Fermat primality test, with hack to work with Carmichael numbers.

  • »
    »
    7 лет назад, # ^ |
    Rev. 4   Проголосовать: нравится 0 Проголосовать: не нравится

    see my answer to RomaWhite before

    but thanks, i didn't knew such test, I created this function 2 years ago just for fun

»
7 лет назад, # |
Rev. 2   Проголосовать: нравится +10 Проголосовать: не нравится

Just in case someone didn't know about this. Some time ago, collares told me there were small bases of witnesses to perform Miller-Rabin deterministically for values up to 264.

Then I found this. Here you can find such witnesses and perform safely your primality test in O(logn).

  • »
    »
    7 лет назад, # ^ |
      Проголосовать: нравится +5 Проголосовать: не нравится

    You can also use the first 12 primes as candidate witnesses (source). Arguably, 12 candidates might be a bit less efficient than 7, but the set is much easier to remember.

»
7 лет назад, # |
  Проголосовать: нравится +5 Проголосовать: не нравится

There is a inbuilt method in JAVA in BigInteger class for prime checking. Is that method slow for prime checking? Should I avoid using that in live competition? { Method is object.isProbablePrime(int certainty))