模冪運算計算器
使用二進制平方法快速精確地計算 (base^exponent) mod m。
Computed with exponentiation by squaring
此計算機如何運作?
模冪運算求 (base^exponent) mod m。此方法不直接計算龐大的冪次,而是使用二進制平方法:每步將底數平方、指數減半,在位元為 1 時乘入結果,整個過程對 m 取模。運算次數約為 log2(exponent) 次乘法,使用大整數保持精確。
公式
How this is calculated
輸入三個整數:底數 b、非負指數 e,以及正模數 m。計算器回傳 b 的 e 次方除以 m 的餘數。直接計算 b^e 對大指數會溢位,因此此工具使用平方求冪法(又稱二進制求冪)。
演算法從 result = 1 開始,並將底數對 m 取模。然後從最低位到最高位遍歷指數的各個位元:當前位元為 1 時,將累積結果乘以當前底數(mod m);每步都將底數平方(mod m)並將指數右移一位。由於每個中間乘積都對 m 取模,數值保持較小,工作量正比於 log2(e) 次乘法而非 e 次。所有運算均使用 JavaScript BigInt 進行,確保結果無論大小都精確。
假設與邊界情況:指數必須為整數且 e >= 0,模數必須為正整數 m > 0(mod 0 未定義)。底數可為負數;使用 ((b mod m) + m) mod m 先將其正規化至 0..m-1 的範圍,因此回傳的餘數始終為非負數。當 e = 0 時,結果為 1 mod m。當 m = 1 時,結果始終為 0。
常見問題
對於大指數,b^e 的數值極其龐大,計算緩慢甚至無法儲存。在每次乘法後對 m 取模可將每個值保持在 m 以下,並在約 log2(e) 步內完成。
可以。在循環前使用 ((b mod m) + m) mod m 將底數正規化至 0..m-1,因此負底數仍能得到正確的非負餘數。
依照慣例 b^0 = 1,因此結果為 1 mod m(當 m = 1 時為 0)。
也稱為
TG we-Calculate Editorial Team. (2026). 模冪運算計算器 [Online calculator]. TG we-Calculate. https://we-calculate.com/zh-tw/calculator/modular-exponentiation-calculator
TG we-Calculate Editorial Team. "模冪運算計算器." TG we-Calculate. 2026. https://we-calculate.com/zh-tw/calculator/modular-exponentiation-calculator.
TG we-Calculate Editorial Team, "模冪運算計算器," TG we-Calculate, 2026. [Online]. Available: https://we-calculate.com/zh-tw/calculator/modular-exponentiation-calculator
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