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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。
Integer base
Non-negative integer
Positive integer
Result: (base^exponent) mod m
9

Computed with exponentiation by squaring

7
指數
256
Modulus
13
Result
9
01.63.34.96.58.19.811.413Result lands within [0, m)
計算結果僅為一般資訊用途的估算值,並非專業建議——在仰賴重要結果之前,請務必自行獨立查證。 閱讀完整免責聲明.
快速解答

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
result = (base^exponent) mod m,透過平方法:當 e > 0 時,若 e 為奇數則 result = result·b mod m,然後 b = b·b mod m,e = e >> 1
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

模冪運算
快速冪
modpow
冪取模
a的b次方modm
modular exponentiation
模指數
快速模冪

APA

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

Chicago

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.

IEEE

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

BibTeX

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