1 | |
---|
2 | |
---|
3 | |
---|
4 | |
---|
5 | #include <NTL/lzz_pEX.h> |
---|
6 | #include <NTL/vec_vec_lzz_p.h> |
---|
7 | |
---|
8 | #include <NTL/new.h> |
---|
9 | |
---|
10 | NTL_START_IMPL |
---|
11 | |
---|
12 | |
---|
13 | const zz_pEX& zz_pEX::zero() |
---|
14 | { |
---|
15 | static zz_pEX z; |
---|
16 | return z; |
---|
17 | } |
---|
18 | |
---|
19 | |
---|
20 | void zz_pEX::normalize() |
---|
21 | { |
---|
22 | long n; |
---|
23 | const zz_pE* p; |
---|
24 | |
---|
25 | n = rep.length(); |
---|
26 | if (n == 0) return; |
---|
27 | p = rep.elts() + n; |
---|
28 | while (n > 0 && IsZero(*--p)) { |
---|
29 | n--; |
---|
30 | } |
---|
31 | rep.SetLength(n); |
---|
32 | } |
---|
33 | |
---|
34 | |
---|
35 | long IsZero(const zz_pEX& a) |
---|
36 | { |
---|
37 | return a.rep.length() == 0; |
---|
38 | } |
---|
39 | |
---|
40 | |
---|
41 | long IsOne(const zz_pEX& a) |
---|
42 | { |
---|
43 | return a.rep.length() == 1 && IsOne(a.rep[0]); |
---|
44 | } |
---|
45 | |
---|
46 | long operator==(const zz_pEX& a, long b) |
---|
47 | { |
---|
48 | if (b == 0) |
---|
49 | return IsZero(a); |
---|
50 | |
---|
51 | if (b == 1) |
---|
52 | return IsOne(a); |
---|
53 | |
---|
54 | long da = deg(a); |
---|
55 | |
---|
56 | if (da > 0) return 0; |
---|
57 | |
---|
58 | NTL_zz_pRegister(bb); |
---|
59 | bb = b; |
---|
60 | |
---|
61 | if (da < 0) |
---|
62 | return IsZero(bb); |
---|
63 | |
---|
64 | return a.rep[0] == bb; |
---|
65 | } |
---|
66 | |
---|
67 | long operator==(const zz_pEX& a, const zz_p& b) |
---|
68 | { |
---|
69 | if (IsZero(b)) |
---|
70 | return IsZero(a); |
---|
71 | |
---|
72 | long da = deg(a); |
---|
73 | |
---|
74 | if (da != 0) |
---|
75 | return 0; |
---|
76 | |
---|
77 | return a.rep[0] == b; |
---|
78 | } |
---|
79 | |
---|
80 | long operator==(const zz_pEX& a, const zz_pE& b) |
---|
81 | { |
---|
82 | if (IsZero(b)) |
---|
83 | return IsZero(a); |
---|
84 | |
---|
85 | long da = deg(a); |
---|
86 | |
---|
87 | if (da != 0) |
---|
88 | return 0; |
---|
89 | |
---|
90 | return a.rep[0] == b; |
---|
91 | } |
---|
92 | |
---|
93 | |
---|
94 | |
---|
95 | |
---|
96 | |
---|
97 | void SetCoeff(zz_pEX& x, long i, const zz_pE& a) |
---|
98 | { |
---|
99 | long j, m; |
---|
100 | |
---|
101 | if (i < 0) |
---|
102 | Error("SetCoeff: negative index"); |
---|
103 | |
---|
104 | if (NTL_OVERFLOW(i, 1, 0)) |
---|
105 | Error("overflow in SetCoeff"); |
---|
106 | |
---|
107 | m = deg(x); |
---|
108 | |
---|
109 | if (i > m && IsZero(a)) return; |
---|
110 | |
---|
111 | if (i > m) { |
---|
112 | /* careful: a may alias a coefficient of x */ |
---|
113 | |
---|
114 | long alloc = x.rep.allocated(); |
---|
115 | |
---|
116 | if (alloc > 0 && i >= alloc) { |
---|
117 | zz_pE aa = a; |
---|
118 | x.rep.SetLength(i+1); |
---|
119 | x.rep[i] = aa; |
---|
120 | } |
---|
121 | else { |
---|
122 | x.rep.SetLength(i+1); |
---|
123 | x.rep[i] = a; |
---|
124 | } |
---|
125 | |
---|
126 | for (j = m+1; j < i; j++) |
---|
127 | clear(x.rep[j]); |
---|
128 | } |
---|
129 | else |
---|
130 | x.rep[i] = a; |
---|
131 | |
---|
132 | x.normalize(); |
---|
133 | } |
---|
134 | |
---|
135 | |
---|
136 | void SetCoeff(zz_pEX& x, long i, const zz_p& aa) |
---|
137 | { |
---|
138 | long j, m; |
---|
139 | |
---|
140 | if (i < 0) |
---|
141 | Error("SetCoeff: negative index"); |
---|
142 | |
---|
143 | if (NTL_OVERFLOW(i, 1, 0)) |
---|
144 | Error("overflow in SetCoeff"); |
---|
145 | |
---|
146 | NTL_zz_pRegister(a); // watch out for aliases! |
---|
147 | a = aa; |
---|
148 | |
---|
149 | m = deg(x); |
---|
150 | |
---|
151 | if (i > m && IsZero(a)) return; |
---|
152 | |
---|
153 | if (i > m) { |
---|
154 | x.rep.SetLength(i+1); |
---|
155 | for (j = m+1; j < i; j++) |
---|
156 | clear(x.rep[j]); |
---|
157 | } |
---|
158 | x.rep[i] = a; |
---|
159 | x.normalize(); |
---|
160 | } |
---|
161 | |
---|
162 | void SetCoeff(zz_pEX& x, long i, long a) |
---|
163 | { |
---|
164 | if (a == 1) |
---|
165 | SetCoeff(x, i); |
---|
166 | else { |
---|
167 | NTL_zz_pRegister(T); |
---|
168 | T = a; |
---|
169 | SetCoeff(x, i, T); |
---|
170 | } |
---|
171 | } |
---|
172 | |
---|
173 | |
---|
174 | |
---|
175 | void SetCoeff(zz_pEX& x, long i) |
---|
176 | { |
---|
177 | long j, m; |
---|
178 | |
---|
179 | if (i < 0) |
---|
180 | Error("coefficient index out of range"); |
---|
181 | |
---|
182 | if (NTL_OVERFLOW(i, 1, 0)) |
---|
183 | Error("overflow in SetCoeff"); |
---|
184 | |
---|
185 | m = deg(x); |
---|
186 | |
---|
187 | if (i > m) { |
---|
188 | x.rep.SetLength(i+1); |
---|
189 | for (j = m+1; j < i; j++) |
---|
190 | clear(x.rep[j]); |
---|
191 | } |
---|
192 | set(x.rep[i]); |
---|
193 | x.normalize(); |
---|
194 | } |
---|
195 | |
---|
196 | |
---|
197 | void SetX(zz_pEX& x) |
---|
198 | { |
---|
199 | clear(x); |
---|
200 | SetCoeff(x, 1); |
---|
201 | } |
---|
202 | |
---|
203 | |
---|
204 | long IsX(const zz_pEX& a) |
---|
205 | { |
---|
206 | return deg(a) == 1 && IsOne(LeadCoeff(a)) && IsZero(ConstTerm(a)); |
---|
207 | } |
---|
208 | |
---|
209 | |
---|
210 | |
---|
211 | const zz_pE& coeff(const zz_pEX& a, long i) |
---|
212 | { |
---|
213 | if (i < 0 || i > deg(a)) |
---|
214 | return zz_pE::zero(); |
---|
215 | else |
---|
216 | return a.rep[i]; |
---|
217 | } |
---|
218 | |
---|
219 | |
---|
220 | const zz_pE& LeadCoeff(const zz_pEX& a) |
---|
221 | { |
---|
222 | if (IsZero(a)) |
---|
223 | return zz_pE::zero(); |
---|
224 | else |
---|
225 | return a.rep[deg(a)]; |
---|
226 | } |
---|
227 | |
---|
228 | const zz_pE& ConstTerm(const zz_pEX& a) |
---|
229 | { |
---|
230 | if (IsZero(a)) |
---|
231 | return zz_pE::zero(); |
---|
232 | else |
---|
233 | return a.rep[0]; |
---|
234 | } |
---|
235 | |
---|
236 | |
---|
237 | |
---|
238 | void conv(zz_pEX& x, const zz_pE& a) |
---|
239 | { |
---|
240 | if (IsZero(a)) |
---|
241 | x.rep.SetLength(0); |
---|
242 | else { |
---|
243 | x.rep.SetLength(1); |
---|
244 | x.rep[0] = a; |
---|
245 | } |
---|
246 | } |
---|
247 | |
---|
248 | void conv(zz_pEX& x, long a) |
---|
249 | { |
---|
250 | if (a == 0) |
---|
251 | clear(x); |
---|
252 | else if (a == 1) |
---|
253 | set(x); |
---|
254 | else { |
---|
255 | NTL_zz_pRegister(T); |
---|
256 | T = a; |
---|
257 | conv(x, T); |
---|
258 | } |
---|
259 | } |
---|
260 | |
---|
261 | void conv(zz_pEX& x, const ZZ& a) |
---|
262 | { |
---|
263 | NTL_zz_pRegister(T); |
---|
264 | conv(T, a); |
---|
265 | conv(x, T); |
---|
266 | } |
---|
267 | |
---|
268 | void conv(zz_pEX& x, const zz_p& a) |
---|
269 | { |
---|
270 | if (IsZero(a)) |
---|
271 | clear(x); |
---|
272 | else if (IsOne(a)) |
---|
273 | set(x); |
---|
274 | else { |
---|
275 | x.rep.SetLength(1); |
---|
276 | conv(x.rep[0], a); |
---|
277 | x.normalize(); |
---|
278 | } |
---|
279 | } |
---|
280 | |
---|
281 | void conv(zz_pEX& x, const zz_pX& aa) |
---|
282 | { |
---|
283 | zz_pX a = aa; // in case a aliases the rep of a coefficient of x |
---|
284 | |
---|
285 | long n = deg(a)+1; |
---|
286 | long i; |
---|
287 | |
---|
288 | x.rep.SetLength(n); |
---|
289 | for (i = 0; i < n; i++) |
---|
290 | conv(x.rep[i], coeff(a, i)); |
---|
291 | } |
---|
292 | |
---|
293 | |
---|
294 | void conv(zz_pEX& x, const vec_zz_pE& a) |
---|
295 | { |
---|
296 | x.rep = a; |
---|
297 | x.normalize(); |
---|
298 | } |
---|
299 | |
---|
300 | |
---|
301 | void add(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, const zz_pEX& b) |
---|
302 | { |
---|
303 | long da = deg(a); |
---|
304 | long db = deg(b); |
---|
305 | long minab = min(da, db); |
---|
306 | long maxab = max(da, db); |
---|
307 | x.rep.SetLength(maxab+1); |
---|
308 | |
---|
309 | long i; |
---|
310 | const zz_pE *ap, *bp; |
---|
311 | zz_pE* xp; |
---|
312 | |
---|
313 | for (i = minab+1, ap = a.rep.elts(), bp = b.rep.elts(), xp = x.rep.elts(); |
---|
314 | i; i--, ap++, bp++, xp++) |
---|
315 | add(*xp, (*ap), (*bp)); |
---|
316 | |
---|
317 | if (da > minab && &x != &a) |
---|
318 | for (i = da-minab; i; i--, xp++, ap++) |
---|
319 | *xp = *ap; |
---|
320 | else if (db > minab && &x != &b) |
---|
321 | for (i = db-minab; i; i--, xp++, bp++) |
---|
322 | *xp = *bp; |
---|
323 | else |
---|
324 | x.normalize(); |
---|
325 | } |
---|
326 | |
---|
327 | |
---|
328 | void add(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, const zz_pE& b) |
---|
329 | { |
---|
330 | long n = a.rep.length(); |
---|
331 | if (n == 0) { |
---|
332 | conv(x, b); |
---|
333 | } |
---|
334 | else if (&x == &a) { |
---|
335 | add(x.rep[0], a.rep[0], b); |
---|
336 | x.normalize(); |
---|
337 | } |
---|
338 | else if (x.rep.MaxLength() == 0) { |
---|
339 | x = a; |
---|
340 | add(x.rep[0], a.rep[0], b); |
---|
341 | x.normalize(); |
---|
342 | } |
---|
343 | else { |
---|
344 | // ugly...b could alias a coeff of x |
---|
345 | |
---|
346 | zz_pE *xp = x.rep.elts(); |
---|
347 | add(xp[0], a.rep[0], b); |
---|
348 | x.rep.SetLength(n); |
---|
349 | xp = x.rep.elts(); |
---|
350 | const zz_pE *ap = a.rep.elts(); |
---|
351 | long i; |
---|
352 | for (i = 1; i < n; i++) |
---|
353 | xp[i] = ap[i]; |
---|
354 | x.normalize(); |
---|
355 | } |
---|
356 | } |
---|
357 | |
---|
358 | void add(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, const zz_p& b) |
---|
359 | { |
---|
360 | long n = a.rep.length(); |
---|
361 | if (n == 0) { |
---|
362 | conv(x, b); |
---|
363 | } |
---|
364 | else if (&x == &a) { |
---|
365 | add(x.rep[0], a.rep[0], b); |
---|
366 | x.normalize(); |
---|
367 | } |
---|
368 | else if (x.rep.MaxLength() == 0) { |
---|
369 | x = a; |
---|
370 | add(x.rep[0], a.rep[0], b); |
---|
371 | x.normalize(); |
---|
372 | } |
---|
373 | else { |
---|
374 | // ugly...b could alias a coeff of x |
---|
375 | |
---|
376 | zz_pE *xp = x.rep.elts(); |
---|
377 | add(xp[0], a.rep[0], b); |
---|
378 | x.rep.SetLength(n); |
---|
379 | xp = x.rep.elts(); |
---|
380 | const zz_pE *ap = a.rep.elts(); |
---|
381 | long i; |
---|
382 | for (i = 1; i < n; i++) |
---|
383 | xp[i] = ap[i]; |
---|
384 | x.normalize(); |
---|
385 | } |
---|
386 | } |
---|
387 | |
---|
388 | |
---|
389 | void add(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, long b) |
---|
390 | { |
---|
391 | if (a.rep.length() == 0) { |
---|
392 | conv(x, b); |
---|
393 | } |
---|
394 | else { |
---|
395 | if (&x != &a) x = a; |
---|
396 | add(x.rep[0], x.rep[0], b); |
---|
397 | x.normalize(); |
---|
398 | } |
---|
399 | } |
---|
400 | |
---|
401 | |
---|
402 | void sub(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, const zz_pEX& b) |
---|
403 | { |
---|
404 | long da = deg(a); |
---|
405 | long db = deg(b); |
---|
406 | long minab = min(da, db); |
---|
407 | long maxab = max(da, db); |
---|
408 | x.rep.SetLength(maxab+1); |
---|
409 | |
---|
410 | long i; |
---|
411 | const zz_pE *ap, *bp; |
---|
412 | zz_pE* xp; |
---|
413 | |
---|
414 | for (i = minab+1, ap = a.rep.elts(), bp = b.rep.elts(), xp = x.rep.elts(); |
---|
415 | i; i--, ap++, bp++, xp++) |
---|
416 | sub(*xp, (*ap), (*bp)); |
---|
417 | |
---|
418 | if (da > minab && &x != &a) |
---|
419 | for (i = da-minab; i; i--, xp++, ap++) |
---|
420 | *xp = *ap; |
---|
421 | else if (db > minab) |
---|
422 | for (i = db-minab; i; i--, xp++, bp++) |
---|
423 | negate(*xp, *bp); |
---|
424 | else |
---|
425 | x.normalize(); |
---|
426 | } |
---|
427 | |
---|
428 | |
---|
429 | void sub(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, const zz_pE& b) |
---|
430 | { |
---|
431 | long n = a.rep.length(); |
---|
432 | if (n == 0) { |
---|
433 | conv(x, b); |
---|
434 | negate(x, x); |
---|
435 | } |
---|
436 | else if (&x == &a) { |
---|
437 | sub(x.rep[0], a.rep[0], b); |
---|
438 | x.normalize(); |
---|
439 | } |
---|
440 | else if (x.rep.MaxLength() == 0) { |
---|
441 | x = a; |
---|
442 | sub(x.rep[0], a.rep[0], b); |
---|
443 | x.normalize(); |
---|
444 | } |
---|
445 | else { |
---|
446 | // ugly...b could alias a coeff of x |
---|
447 | |
---|
448 | zz_pE *xp = x.rep.elts(); |
---|
449 | sub(xp[0], a.rep[0], b); |
---|
450 | x.rep.SetLength(n); |
---|
451 | xp = x.rep.elts(); |
---|
452 | const zz_pE *ap = a.rep.elts(); |
---|
453 | long i; |
---|
454 | for (i = 1; i < n; i++) |
---|
455 | xp[i] = ap[i]; |
---|
456 | x.normalize(); |
---|
457 | } |
---|
458 | } |
---|
459 | |
---|
460 | void sub(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, const zz_p& b) |
---|
461 | { |
---|
462 | long n = a.rep.length(); |
---|
463 | if (n == 0) { |
---|
464 | conv(x, b); |
---|
465 | negate(x, x); |
---|
466 | } |
---|
467 | else if (&x == &a) { |
---|
468 | sub(x.rep[0], a.rep[0], b); |
---|
469 | x.normalize(); |
---|
470 | } |
---|
471 | else if (x.rep.MaxLength() == 0) { |
---|
472 | x = a; |
---|
473 | sub(x.rep[0], a.rep[0], b); |
---|
474 | x.normalize(); |
---|
475 | } |
---|
476 | else { |
---|
477 | // ugly...b could alias a coeff of x |
---|
478 | |
---|
479 | zz_pE *xp = x.rep.elts(); |
---|
480 | sub(xp[0], a.rep[0], b); |
---|
481 | x.rep.SetLength(n); |
---|
482 | xp = x.rep.elts(); |
---|
483 | const zz_pE *ap = a.rep.elts(); |
---|
484 | long i; |
---|
485 | for (i = 1; i < n; i++) |
---|
486 | xp[i] = ap[i]; |
---|
487 | x.normalize(); |
---|
488 | } |
---|
489 | } |
---|
490 | |
---|
491 | |
---|
492 | void sub(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, long b) |
---|
493 | { |
---|
494 | if (a.rep.length() == 0) { |
---|
495 | conv(x, b); |
---|
496 | negate(x, x); |
---|
497 | } |
---|
498 | else { |
---|
499 | if (&x != &a) x = a; |
---|
500 | sub(x.rep[0], x.rep[0], b); |
---|
501 | x.normalize(); |
---|
502 | } |
---|
503 | } |
---|
504 | |
---|
505 | void sub(zz_pEX& x, const zz_pE& b, const zz_pEX& a) |
---|
506 | { |
---|
507 | long n = a.rep.length(); |
---|
508 | if (n == 0) { |
---|
509 | conv(x, b); |
---|
510 | } |
---|
511 | else if (x.rep.MaxLength() == 0) { |
---|
512 | negate(x, a); |
---|
513 | add(x.rep[0], x.rep[0], b); |
---|
514 | x.normalize(); |
---|
515 | } |
---|
516 | else { |
---|
517 | // ugly...b could alias a coeff of x |
---|
518 | |
---|
519 | zz_pE *xp = x.rep.elts(); |
---|
520 | sub(xp[0], b, a.rep[0]); |
---|
521 | x.rep.SetLength(n); |
---|
522 | xp = x.rep.elts(); |
---|
523 | const zz_pE *ap = a.rep.elts(); |
---|
524 | long i; |
---|
525 | for (i = 1; i < n; i++) |
---|
526 | negate(xp[i], ap[i]); |
---|
527 | x.normalize(); |
---|
528 | } |
---|
529 | } |
---|
530 | |
---|
531 | |
---|
532 | void sub(zz_pEX& x, const zz_p& a, const zz_pEX& b) |
---|
533 | { |
---|
534 | NTL_zz_pRegister(T); // avoids aliasing problems |
---|
535 | T = a; |
---|
536 | negate(x, b); |
---|
537 | add(x, x, T); |
---|
538 | } |
---|
539 | |
---|
540 | void sub(zz_pEX& x, long a, const zz_pEX& b) |
---|
541 | { |
---|
542 | NTL_zz_pRegister(T); |
---|
543 | T = a; |
---|
544 | negate(x, b); |
---|
545 | add(x, x, T); |
---|
546 | } |
---|
547 | |
---|
548 | void mul(zz_pEX& c, const zz_pEX& a, const zz_pEX& b) |
---|
549 | { |
---|
550 | if (&a == &b) { |
---|
551 | sqr(c, a); |
---|
552 | return; |
---|
553 | } |
---|
554 | |
---|
555 | if (IsZero(a) || IsZero(b)) { |
---|
556 | clear(c); |
---|
557 | return; |
---|
558 | } |
---|
559 | |
---|
560 | if (deg(a) == 0) { |
---|
561 | mul(c, b, ConstTerm(a)); |
---|
562 | return; |
---|
563 | } |
---|
564 | |
---|
565 | if (deg(b) == 0) { |
---|
566 | mul(c, a, ConstTerm(b)); |
---|
567 | return; |
---|
568 | } |
---|
569 | |
---|
570 | // general case...Kronecker subst |
---|
571 | |
---|
572 | zz_pX A, B, C; |
---|
573 | |
---|
574 | long da = deg(a); |
---|
575 | long db = deg(b); |
---|
576 | |
---|
577 | long n = zz_pE::degree(); |
---|
578 | long n2 = 2*n-1; |
---|
579 | |
---|
580 | if (NTL_OVERFLOW(da+db+1, n2, 0)) |
---|
581 | Error("overflow in zz_pEX mul"); |
---|
582 | |
---|
583 | |
---|
584 | long i, j; |
---|
585 | |
---|
586 | A.rep.SetLength((da+1)*n2); |
---|
587 | |
---|
588 | for (i = 0; i <= da; i++) { |
---|
589 | const zz_pX& coeff = rep(a.rep[i]); |
---|
590 | long dcoeff = deg(coeff); |
---|
591 | for (j = 0; j <= dcoeff; j++) |
---|
592 | A.rep[n2*i + j] = coeff.rep[j]; |
---|
593 | } |
---|
594 | |
---|
595 | A.normalize(); |
---|
596 | |
---|
597 | B.rep.SetLength((db+1)*n2); |
---|
598 | |
---|
599 | for (i = 0; i <= db; i++) { |
---|
600 | const zz_pX& coeff = rep(b.rep[i]); |
---|
601 | long dcoeff = deg(coeff); |
---|
602 | for (j = 0; j <= dcoeff; j++) |
---|
603 | B.rep[n2*i + j] = coeff.rep[j]; |
---|
604 | } |
---|
605 | |
---|
606 | B.normalize(); |
---|
607 | |
---|
608 | mul(C, A, B); |
---|
609 | |
---|
610 | long Clen = C.rep.length(); |
---|
611 | long lc = (Clen + n2 - 1)/n2; |
---|
612 | long dc = lc - 1; |
---|
613 | |
---|
614 | c.rep.SetLength(dc+1); |
---|
615 | |
---|
616 | zz_pX tmp; |
---|
617 | |
---|
618 | for (i = 0; i <= dc; i++) { |
---|
619 | tmp.rep.SetLength(n2); |
---|
620 | for (j = 0; j < n2 && n2*i + j < Clen; j++) |
---|
621 | tmp.rep[j] = C.rep[n2*i + j]; |
---|
622 | for (; j < n2; j++) |
---|
623 | clear(tmp.rep[j]); |
---|
624 | tmp.normalize(); |
---|
625 | conv(c.rep[i], tmp); |
---|
626 | } |
---|
627 | |
---|
628 | c.normalize(); |
---|
629 | } |
---|
630 | |
---|
631 | |
---|
632 | void mul(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, const zz_pE& b) |
---|
633 | { |
---|
634 | if (IsZero(b)) { |
---|
635 | clear(x); |
---|
636 | return; |
---|
637 | } |
---|
638 | |
---|
639 | zz_pE t; |
---|
640 | t = b; |
---|
641 | |
---|
642 | long i, da; |
---|
643 | |
---|
644 | const zz_pE *ap; |
---|
645 | zz_pE* xp; |
---|
646 | |
---|
647 | da = deg(a); |
---|
648 | x.rep.SetLength(da+1); |
---|
649 | ap = a.rep.elts(); |
---|
650 | xp = x.rep.elts(); |
---|
651 | |
---|
652 | for (i = 0; i <= da; i++) |
---|
653 | mul(xp[i], ap[i], t); |
---|
654 | |
---|
655 | x.normalize(); |
---|
656 | } |
---|
657 | |
---|
658 | |
---|
659 | |
---|
660 | void mul(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, const zz_p& b) |
---|
661 | { |
---|
662 | if (IsZero(b)) { |
---|
663 | clear(x); |
---|
664 | return; |
---|
665 | } |
---|
666 | |
---|
667 | NTL_zz_pRegister(t); |
---|
668 | t = b; |
---|
669 | |
---|
670 | long i, da; |
---|
671 | |
---|
672 | const zz_pE *ap; |
---|
673 | zz_pE* xp; |
---|
674 | |
---|
675 | da = deg(a); |
---|
676 | x.rep.SetLength(da+1); |
---|
677 | ap = a.rep.elts(); |
---|
678 | xp = x.rep.elts(); |
---|
679 | |
---|
680 | for (i = 0; i <= da; i++) |
---|
681 | mul(xp[i], ap[i], t); |
---|
682 | |
---|
683 | x.normalize(); |
---|
684 | } |
---|
685 | |
---|
686 | |
---|
687 | void mul(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, long b) |
---|
688 | { |
---|
689 | NTL_zz_pRegister(t); |
---|
690 | t = b; |
---|
691 | mul(x, a, t); |
---|
692 | } |
---|
693 | |
---|
694 | void sqr(zz_pEX& c, const zz_pEX& a) |
---|
695 | { |
---|
696 | if (IsZero(a)) { |
---|
697 | clear(c); |
---|
698 | return; |
---|
699 | } |
---|
700 | |
---|
701 | if (deg(a) == 0) { |
---|
702 | zz_pE res; |
---|
703 | sqr(res, ConstTerm(a)); |
---|
704 | conv(c, res); |
---|
705 | return; |
---|
706 | } |
---|
707 | |
---|
708 | // general case...Kronecker subst |
---|
709 | |
---|
710 | zz_pX A, C; |
---|
711 | |
---|
712 | long da = deg(a); |
---|
713 | |
---|
714 | long n = zz_pE::degree(); |
---|
715 | long n2 = 2*n-1; |
---|
716 | |
---|
717 | if (NTL_OVERFLOW(2*da+1, n2, 0)) |
---|
718 | Error("overflow in zz_pEX sqr"); |
---|
719 | |
---|
720 | long i, j; |
---|
721 | |
---|
722 | A.rep.SetLength((da+1)*n2); |
---|
723 | |
---|
724 | for (i = 0; i <= da; i++) { |
---|
725 | const zz_pX& coeff = rep(a.rep[i]); |
---|
726 | long dcoeff = deg(coeff); |
---|
727 | for (j = 0; j <= dcoeff; j++) |
---|
728 | A.rep[n2*i + j] = coeff.rep[j]; |
---|
729 | } |
---|
730 | |
---|
731 | A.normalize(); |
---|
732 | |
---|
733 | sqr(C, A); |
---|
734 | |
---|
735 | long Clen = C.rep.length(); |
---|
736 | long lc = (Clen + n2 - 1)/n2; |
---|
737 | long dc = lc - 1; |
---|
738 | |
---|
739 | c.rep.SetLength(dc+1); |
---|
740 | |
---|
741 | zz_pX tmp; |
---|
742 | |
---|
743 | for (i = 0; i <= dc; i++) { |
---|
744 | tmp.rep.SetLength(n2); |
---|
745 | for (j = 0; j < n2 && n2*i + j < Clen; j++) |
---|
746 | tmp.rep[j] = C.rep[n2*i + j]; |
---|
747 | for (; j < n2; j++) |
---|
748 | clear(tmp.rep[j]); |
---|
749 | tmp.normalize(); |
---|
750 | conv(c.rep[i], tmp); |
---|
751 | } |
---|
752 | |
---|
753 | |
---|
754 | c.normalize(); |
---|
755 | } |
---|
756 | |
---|
757 | |
---|
758 | void MulTrunc(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, const zz_pEX& b, long n) |
---|
759 | { |
---|
760 | if (n < 0) Error("MulTrunc: bad args"); |
---|
761 | |
---|
762 | zz_pEX t; |
---|
763 | mul(t, a, b); |
---|
764 | trunc(x, t, n); |
---|
765 | } |
---|
766 | |
---|
767 | void SqrTrunc(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, long n) |
---|
768 | { |
---|
769 | if (n < 0) Error("SqrTrunc: bad args"); |
---|
770 | |
---|
771 | zz_pEX t; |
---|
772 | sqr(t, a); |
---|
773 | trunc(x, t, n); |
---|
774 | } |
---|
775 | |
---|
776 | |
---|
777 | void CopyReverse(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, long hi) |
---|
778 | |
---|
779 | // x[0..hi] = reverse(a[0..hi]), with zero fill |
---|
780 | // input may not alias output |
---|
781 | |
---|
782 | { |
---|
783 | long i, j, n, m; |
---|
784 | |
---|
785 | n = hi+1; |
---|
786 | m = a.rep.length(); |
---|
787 | |
---|
788 | x.rep.SetLength(n); |
---|
789 | |
---|
790 | const zz_pE* ap = a.rep.elts(); |
---|
791 | zz_pE* xp = x.rep.elts(); |
---|
792 | |
---|
793 | for (i = 0; i < n; i++) { |
---|
794 | j = hi-i; |
---|
795 | if (j < 0 || j >= m) |
---|
796 | clear(xp[i]); |
---|
797 | else |
---|
798 | xp[i] = ap[j]; |
---|
799 | } |
---|
800 | |
---|
801 | x.normalize(); |
---|
802 | } |
---|
803 | |
---|
804 | |
---|
805 | void trunc(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, long m) |
---|
806 | |
---|
807 | // x = a % X^m, output may alias input |
---|
808 | |
---|
809 | { |
---|
810 | if (m < 0) Error("trunc: bad args"); |
---|
811 | |
---|
812 | if (&x == &a) { |
---|
813 | if (x.rep.length() > m) { |
---|
814 | x.rep.SetLength(m); |
---|
815 | x.normalize(); |
---|
816 | } |
---|
817 | } |
---|
818 | else { |
---|
819 | long n; |
---|
820 | long i; |
---|
821 | zz_pE* xp; |
---|
822 | const zz_pE* ap; |
---|
823 | |
---|
824 | n = min(a.rep.length(), m); |
---|
825 | x.rep.SetLength(n); |
---|
826 | |
---|
827 | xp = x.rep.elts(); |
---|
828 | ap = a.rep.elts(); |
---|
829 | |
---|
830 | for (i = 0; i < n; i++) xp[i] = ap[i]; |
---|
831 | |
---|
832 | x.normalize(); |
---|
833 | } |
---|
834 | } |
---|
835 | |
---|
836 | |
---|
837 | void random(zz_pEX& x, long n) |
---|
838 | { |
---|
839 | long i; |
---|
840 | |
---|
841 | x.rep.SetLength(n); |
---|
842 | |
---|
843 | for (i = 0; i < n; i++) |
---|
844 | random(x.rep[i]); |
---|
845 | |
---|
846 | x.normalize(); |
---|
847 | } |
---|
848 | |
---|
849 | void negate(zz_pEX& x, const zz_pEX& a) |
---|
850 | { |
---|
851 | long n = a.rep.length(); |
---|
852 | x.rep.SetLength(n); |
---|
853 | |
---|
854 | const zz_pE* ap = a.rep.elts(); |
---|
855 | zz_pE* xp = x.rep.elts(); |
---|
856 | long i; |
---|
857 | |
---|
858 | for (i = n; i; i--, ap++, xp++) |
---|
859 | negate((*xp), (*ap)); |
---|
860 | } |
---|
861 | |
---|
862 | |
---|
863 | |
---|
864 | static |
---|
865 | void MulByXModAux(zz_pEX& h, const zz_pEX& a, const zz_pEX& f) |
---|
866 | { |
---|
867 | long i, n, m; |
---|
868 | zz_pE* hh; |
---|
869 | const zz_pE *aa, *ff; |
---|
870 | |
---|
871 | zz_pE t, z; |
---|
872 | |
---|
873 | n = deg(f); |
---|
874 | m = deg(a); |
---|
875 | |
---|
876 | if (m >= n || n == 0) Error("MulByXMod: bad args"); |
---|
877 | |
---|
878 | if (m < 0) { |
---|
879 | clear(h); |
---|
880 | return; |
---|
881 | } |
---|
882 | |
---|
883 | if (m < n-1) { |
---|
884 | h.rep.SetLength(m+2); |
---|
885 | hh = h.rep.elts(); |
---|
886 | aa = a.rep.elts(); |
---|
887 | for (i = m+1; i >= 1; i--) |
---|
888 | hh[i] = aa[i-1]; |
---|
889 | clear(hh[0]); |
---|
890 | } |
---|
891 | else { |
---|
892 | h.rep.SetLength(n); |
---|
893 | hh = h.rep.elts(); |
---|
894 | aa = a.rep.elts(); |
---|
895 | ff = f.rep.elts(); |
---|
896 | negate(z, aa[n-1]); |
---|
897 | if (!IsOne(ff[n])) |
---|
898 | div(z, z, ff[n]); |
---|
899 | for (i = n-1; i >= 1; i--) { |
---|
900 | mul(t, z, ff[i]); |
---|
901 | add(hh[i], aa[i-1], t); |
---|
902 | } |
---|
903 | mul(hh[0], z, ff[0]); |
---|
904 | h.normalize(); |
---|
905 | } |
---|
906 | } |
---|
907 | |
---|
908 | void MulByXMod(zz_pEX& h, const zz_pEX& a, const zz_pEX& f) |
---|
909 | { |
---|
910 | if (&h == &f) { |
---|
911 | zz_pEX hh; |
---|
912 | MulByXModAux(hh, a, f); |
---|
913 | h = hh; |
---|
914 | } |
---|
915 | else |
---|
916 | MulByXModAux(h, a, f); |
---|
917 | } |
---|
918 | |
---|
919 | |
---|
920 | |
---|
921 | void PlainMul(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, const zz_pEX& b) |
---|
922 | { |
---|
923 | long da = deg(a); |
---|
924 | long db = deg(b); |
---|
925 | |
---|
926 | if (da < 0 || db < 0) { |
---|
927 | clear(x); |
---|
928 | return; |
---|
929 | } |
---|
930 | |
---|
931 | long d = da+db; |
---|
932 | |
---|
933 | |
---|
934 | |
---|
935 | const zz_pE *ap, *bp; |
---|
936 | zz_pE *xp; |
---|
937 | |
---|
938 | zz_pEX la, lb; |
---|
939 | |
---|
940 | if (&x == &a) { |
---|
941 | la = a; |
---|
942 | ap = la.rep.elts(); |
---|
943 | } |
---|
944 | else |
---|
945 | ap = a.rep.elts(); |
---|
946 | |
---|
947 | if (&x == &b) { |
---|
948 | lb = b; |
---|
949 | bp = lb.rep.elts(); |
---|
950 | } |
---|
951 | else |
---|
952 | bp = b.rep.elts(); |
---|
953 | |
---|
954 | x.rep.SetLength(d+1); |
---|
955 | |
---|
956 | xp = x.rep.elts(); |
---|
957 | |
---|
958 | long i, j, jmin, jmax; |
---|
959 | static zz_pX t, accum; |
---|
960 | |
---|
961 | for (i = 0; i <= d; i++) { |
---|
962 | jmin = max(0, i-db); |
---|
963 | jmax = min(da, i); |
---|
964 | clear(accum); |
---|
965 | for (j = jmin; j <= jmax; j++) { |
---|
966 | mul(t, rep(ap[j]), rep(bp[i-j])); |
---|
967 | add(accum, accum, t); |
---|
968 | } |
---|
969 | conv(xp[i], accum); |
---|
970 | } |
---|
971 | x.normalize(); |
---|
972 | } |
---|
973 | |
---|
974 | void SetSize(vec_zz_pX& x, long n, long m) |
---|
975 | { |
---|
976 | x.SetLength(n); |
---|
977 | long i; |
---|
978 | for (i = 0; i < n; i++) |
---|
979 | x[i].rep.SetMaxLength(m); |
---|
980 | } |
---|
981 | |
---|
982 | |
---|
983 | |
---|
984 | void PlainDivRem(zz_pEX& q, zz_pEX& r, const zz_pEX& a, const zz_pEX& b) |
---|
985 | { |
---|
986 | long da, db, dq, i, j, LCIsOne; |
---|
987 | const zz_pE *bp; |
---|
988 | zz_pE *qp; |
---|
989 | zz_pX *xp; |
---|
990 | |
---|
991 | |
---|
992 | zz_pE LCInv, t; |
---|
993 | zz_pX s; |
---|
994 | |
---|
995 | da = deg(a); |
---|
996 | db = deg(b); |
---|
997 | |
---|
998 | if (db < 0) Error("zz_pEX: division by zero"); |
---|
999 | |
---|
1000 | if (da < db) { |
---|
1001 | r = a; |
---|
1002 | clear(q); |
---|
1003 | return; |
---|
1004 | } |
---|
1005 | |
---|
1006 | zz_pEX lb; |
---|
1007 | |
---|
1008 | if (&q == &b) { |
---|
1009 | lb = b; |
---|
1010 | bp = lb.rep.elts(); |
---|
1011 | } |
---|
1012 | else |
---|
1013 | bp = b.rep.elts(); |
---|
1014 | |
---|
1015 | if (IsOne(bp[db])) |
---|
1016 | LCIsOne = 1; |
---|
1017 | else { |
---|
1018 | LCIsOne = 0; |
---|
1019 | inv(LCInv, bp[db]); |
---|
1020 | } |
---|
1021 | |
---|
1022 | vec_zz_pX x; |
---|
1023 | |
---|
1024 | SetSize(x, da+1, 2*zz_pE::degree()); |
---|
1025 | |
---|
1026 | for (i = 0; i <= da; i++) |
---|
1027 | x[i] = rep(a.rep[i]); |
---|
1028 | |
---|
1029 | xp = x.elts(); |
---|
1030 | |
---|
1031 | dq = da - db; |
---|
1032 | q.rep.SetLength(dq+1); |
---|
1033 | qp = q.rep.elts(); |
---|
1034 | |
---|
1035 | for (i = dq; i >= 0; i--) { |
---|
1036 | conv(t, xp[i+db]); |
---|
1037 | if (!LCIsOne) |
---|
1038 | mul(t, t, LCInv); |
---|
1039 | qp[i] = t; |
---|
1040 | negate(t, t); |
---|
1041 | |
---|
1042 | for (j = db-1; j >= 0; j--) { |
---|
1043 | mul(s, rep(t), rep(bp[j])); |
---|
1044 | add(xp[i+j], xp[i+j], s); |
---|
1045 | } |
---|
1046 | } |
---|
1047 | |
---|
1048 | r.rep.SetLength(db); |
---|
1049 | for (i = 0; i < db; i++) |
---|
1050 | conv(r.rep[i], xp[i]); |
---|
1051 | r.normalize(); |
---|
1052 | } |
---|
1053 | |
---|
1054 | |
---|
1055 | void PlainRem(zz_pEX& r, const zz_pEX& a, const zz_pEX& b, vec_zz_pX& x) |
---|
1056 | { |
---|
1057 | long da, db, dq, i, j, LCIsOne; |
---|
1058 | const zz_pE *bp; |
---|
1059 | zz_pX *xp; |
---|
1060 | |
---|
1061 | |
---|
1062 | zz_pE LCInv, t; |
---|
1063 | zz_pX s; |
---|
1064 | |
---|
1065 | da = deg(a); |
---|
1066 | db = deg(b); |
---|
1067 | |
---|
1068 | if (db < 0) Error("zz_pEX: division by zero"); |
---|
1069 | |
---|
1070 | if (da < db) { |
---|
1071 | r = a; |
---|
1072 | return; |
---|
1073 | } |
---|
1074 | |
---|
1075 | bp = b.rep.elts(); |
---|
1076 | |
---|
1077 | if (IsOne(bp[db])) |
---|
1078 | LCIsOne = 1; |
---|
1079 | else { |
---|
1080 | LCIsOne = 0; |
---|
1081 | inv(LCInv, bp[db]); |
---|
1082 | } |
---|
1083 | |
---|
1084 | for (i = 0; i <= da; i++) |
---|
1085 | x[i] = rep(a.rep[i]); |
---|
1086 | |
---|
1087 | xp = x.elts(); |
---|
1088 | |
---|
1089 | dq = da - db; |
---|
1090 | |
---|
1091 | for (i = dq; i >= 0; i--) { |
---|
1092 | conv(t, xp[i+db]); |
---|
1093 | if (!LCIsOne) |
---|
1094 | mul(t, t, LCInv); |
---|
1095 | negate(t, t); |
---|
1096 | |
---|
1097 | for (j = db-1; j >= 0; j--) { |
---|
1098 | mul(s, rep(t), rep(bp[j])); |
---|
1099 | add(xp[i+j], xp[i+j], s); |
---|
1100 | } |
---|
1101 | } |
---|
1102 | |
---|
1103 | r.rep.SetLength(db); |
---|
1104 | for (i = 0; i < db; i++) |
---|
1105 | conv(r.rep[i], xp[i]); |
---|
1106 | r.normalize(); |
---|
1107 | } |
---|
1108 | |
---|
1109 | |
---|
1110 | void PlainDivRem(zz_pEX& q, zz_pEX& r, const zz_pEX& a, const zz_pEX& b, |
---|
1111 | vec_zz_pX& x) |
---|
1112 | { |
---|
1113 | long da, db, dq, i, j, LCIsOne; |
---|
1114 | const zz_pE *bp; |
---|
1115 | zz_pE *qp; |
---|
1116 | zz_pX *xp; |
---|
1117 | |
---|
1118 | |
---|
1119 | zz_pE LCInv, t; |
---|
1120 | zz_pX s; |
---|
1121 | |
---|
1122 | da = deg(a); |
---|
1123 | db = deg(b); |
---|
1124 | |
---|
1125 | if (db < 0) Error("zz_pEX: division by zero"); |
---|
1126 | |
---|
1127 | if (da < db) { |
---|
1128 | r = a; |
---|
1129 | clear(q); |
---|
1130 | return; |
---|
1131 | } |
---|
1132 | |
---|
1133 | zz_pEX lb; |
---|
1134 | |
---|
1135 | if (&q == &b) { |
---|
1136 | lb = b; |
---|
1137 | bp = lb.rep.elts(); |
---|
1138 | } |
---|
1139 | else |
---|
1140 | bp = b.rep.elts(); |
---|
1141 | |
---|
1142 | if (IsOne(bp[db])) |
---|
1143 | LCIsOne = 1; |
---|
1144 | else { |
---|
1145 | LCIsOne = 0; |
---|
1146 | inv(LCInv, bp[db]); |
---|
1147 | } |
---|
1148 | |
---|
1149 | for (i = 0; i <= da; i++) |
---|
1150 | x[i] = rep(a.rep[i]); |
---|
1151 | |
---|
1152 | xp = x.elts(); |
---|
1153 | |
---|
1154 | dq = da - db; |
---|
1155 | q.rep.SetLength(dq+1); |
---|
1156 | qp = q.rep.elts(); |
---|
1157 | |
---|
1158 | for (i = dq; i >= 0; i--) { |
---|
1159 | conv(t, xp[i+db]); |
---|
1160 | if (!LCIsOne) |
---|
1161 | mul(t, t, LCInv); |
---|
1162 | qp[i] = t; |
---|
1163 | negate(t, t); |
---|
1164 | |
---|
1165 | for (j = db-1; j >= 0; j--) { |
---|
1166 | mul(s, rep(t), rep(bp[j])); |
---|
1167 | add(xp[i+j], xp[i+j], s); |
---|
1168 | } |
---|
1169 | } |
---|
1170 | |
---|
1171 | r.rep.SetLength(db); |
---|
1172 | for (i = 0; i < db; i++) |
---|
1173 | conv(r.rep[i], xp[i]); |
---|
1174 | r.normalize(); |
---|
1175 | } |
---|
1176 | |
---|
1177 | |
---|
1178 | void PlainDiv(zz_pEX& q, const zz_pEX& a, const zz_pEX& b) |
---|
1179 | { |
---|
1180 | long da, db, dq, i, j, LCIsOne; |
---|
1181 | const zz_pE *bp; |
---|
1182 | zz_pE *qp; |
---|
1183 | zz_pX *xp; |
---|
1184 | |
---|
1185 | |
---|
1186 | zz_pE LCInv, t; |
---|
1187 | zz_pX s; |
---|
1188 | |
---|
1189 | da = deg(a); |
---|
1190 | db = deg(b); |
---|
1191 | |
---|
1192 | if (db < 0) Error("zz_pEX: division by zero"); |
---|
1193 | |
---|
1194 | if (da < db) { |
---|
1195 | clear(q); |
---|
1196 | return; |
---|
1197 | } |
---|
1198 | |
---|
1199 | zz_pEX lb; |
---|
1200 | |
---|
1201 | if (&q == &b) { |
---|
1202 | lb = b; |
---|
1203 | bp = lb.rep.elts(); |
---|
1204 | } |
---|
1205 | else |
---|
1206 | bp = b.rep.elts(); |
---|
1207 | |
---|
1208 | if (IsOne(bp[db])) |
---|
1209 | LCIsOne = 1; |
---|
1210 | else { |
---|
1211 | LCIsOne = 0; |
---|
1212 | inv(LCInv, bp[db]); |
---|
1213 | } |
---|
1214 | |
---|
1215 | vec_zz_pX x; |
---|
1216 | SetSize(x, da+1-db, 2*zz_pE::degree()); |
---|
1217 | |
---|
1218 | for (i = db; i <= da; i++) |
---|
1219 | x[i-db] = rep(a.rep[i]); |
---|
1220 | |
---|
1221 | xp = x.elts(); |
---|
1222 | |
---|
1223 | dq = da - db; |
---|
1224 | q.rep.SetLength(dq+1); |
---|
1225 | qp = q.rep.elts(); |
---|
1226 | |
---|
1227 | for (i = dq; i >= 0; i--) { |
---|
1228 | conv(t, xp[i]); |
---|
1229 | if (!LCIsOne) |
---|
1230 | mul(t, t, LCInv); |
---|
1231 | qp[i] = t; |
---|
1232 | negate(t, t); |
---|
1233 | |
---|
1234 | long lastj = max(0, db-i); |
---|
1235 | |
---|
1236 | for (j = db-1; j >= lastj; j--) { |
---|
1237 | mul(s, rep(t), rep(bp[j])); |
---|
1238 | add(xp[i+j-db], xp[i+j-db], s); |
---|
1239 | } |
---|
1240 | } |
---|
1241 | } |
---|
1242 | |
---|
1243 | void PlainRem(zz_pEX& r, const zz_pEX& a, const zz_pEX& b) |
---|
1244 | { |
---|
1245 | long da, db, dq, i, j, LCIsOne; |
---|
1246 | const zz_pE *bp; |
---|
1247 | zz_pX *xp; |
---|
1248 | |
---|
1249 | |
---|
1250 | zz_pE LCInv, t; |
---|
1251 | zz_pX s; |
---|
1252 | |
---|
1253 | da = deg(a); |
---|
1254 | db = deg(b); |
---|
1255 | |
---|
1256 | if (db < 0) Error("zz_pEX: division by zero"); |
---|
1257 | |
---|
1258 | if (da < db) { |
---|
1259 | r = a; |
---|
1260 | return; |
---|
1261 | } |
---|
1262 | |
---|
1263 | bp = b.rep.elts(); |
---|
1264 | |
---|
1265 | if (IsOne(bp[db])) |
---|
1266 | LCIsOne = 1; |
---|
1267 | else { |
---|
1268 | LCIsOne = 0; |
---|
1269 | inv(LCInv, bp[db]); |
---|
1270 | } |
---|
1271 | |
---|
1272 | vec_zz_pX x; |
---|
1273 | SetSize(x, da + 1, 2*zz_pE::degree()); |
---|
1274 | |
---|
1275 | for (i = 0; i <= da; i++) |
---|
1276 | x[i] = rep(a.rep[i]); |
---|
1277 | |
---|
1278 | xp = x.elts(); |
---|
1279 | |
---|
1280 | dq = da - db; |
---|
1281 | |
---|
1282 | for (i = dq; i >= 0; i--) { |
---|
1283 | conv(t, xp[i+db]); |
---|
1284 | if (!LCIsOne) |
---|
1285 | mul(t, t, LCInv); |
---|
1286 | negate(t, t); |
---|
1287 | |
---|
1288 | for (j = db-1; j >= 0; j--) { |
---|
1289 | mul(s, rep(t), rep(bp[j])); |
---|
1290 | add(xp[i+j], xp[i+j], s); |
---|
1291 | } |
---|
1292 | } |
---|
1293 | |
---|
1294 | r.rep.SetLength(db); |
---|
1295 | for (i = 0; i < db; i++) |
---|
1296 | conv(r.rep[i], xp[i]); |
---|
1297 | r.normalize(); |
---|
1298 | } |
---|
1299 | |
---|
1300 | |
---|
1301 | |
---|
1302 | void RightShift(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, long n) |
---|
1303 | { |
---|
1304 | if (IsZero(a)) { |
---|
1305 | clear(x); |
---|
1306 | return; |
---|
1307 | } |
---|
1308 | |
---|
1309 | if (n < 0) { |
---|
1310 | if (n < -NTL_MAX_LONG) Error("overflow in RightShift"); |
---|
1311 | LeftShift(x, a, -n); |
---|
1312 | return; |
---|
1313 | } |
---|
1314 | |
---|
1315 | long da = deg(a); |
---|
1316 | long i; |
---|
1317 | |
---|
1318 | if (da < n) { |
---|
1319 | clear(x); |
---|
1320 | return; |
---|
1321 | } |
---|
1322 | |
---|
1323 | if (&x != &a) |
---|
1324 | x.rep.SetLength(da-n+1); |
---|
1325 | |
---|
1326 | for (i = 0; i <= da-n; i++) |
---|
1327 | x.rep[i] = a.rep[i+n]; |
---|
1328 | |
---|
1329 | if (&x == &a) |
---|
1330 | x.rep.SetLength(da-n+1); |
---|
1331 | |
---|
1332 | x.normalize(); |
---|
1333 | } |
---|
1334 | |
---|
1335 | void LeftShift(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, long n) |
---|
1336 | { |
---|
1337 | if (IsZero(a)) { |
---|
1338 | clear(x); |
---|
1339 | return; |
---|
1340 | } |
---|
1341 | |
---|
1342 | if (n < 0) { |
---|
1343 | if (n < -NTL_MAX_LONG) |
---|
1344 | clear(x); |
---|
1345 | else |
---|
1346 | RightShift(x, a, -n); |
---|
1347 | return; |
---|
1348 | } |
---|
1349 | |
---|
1350 | if (NTL_OVERFLOW(n, 1, 0)) |
---|
1351 | Error("overflow in LeftShift"); |
---|
1352 | |
---|
1353 | long m = a.rep.length(); |
---|
1354 | |
---|
1355 | x.rep.SetLength(m+n); |
---|
1356 | |
---|
1357 | long i; |
---|
1358 | for (i = m-1; i >= 0; i--) |
---|
1359 | x.rep[i+n] = a.rep[i]; |
---|
1360 | |
---|
1361 | for (i = 0; i < n; i++) |
---|
1362 | clear(x.rep[i]); |
---|
1363 | } |
---|
1364 | |
---|
1365 | |
---|
1366 | |
---|
1367 | void NewtonInv(zz_pEX& c, const zz_pEX& a, long e) |
---|
1368 | { |
---|
1369 | zz_pE x; |
---|
1370 | |
---|
1371 | inv(x, ConstTerm(a)); |
---|
1372 | |
---|
1373 | if (e == 1) { |
---|
1374 | conv(c, x); |
---|
1375 | return; |
---|
1376 | } |
---|
1377 | |
---|
1378 | static vec_long E; |
---|
1379 | E.SetLength(0); |
---|
1380 | append(E, e); |
---|
1381 | while (e > 1) { |
---|
1382 | e = (e+1)/2; |
---|
1383 | append(E, e); |
---|
1384 | } |
---|
1385 | |
---|
1386 | long L = E.length(); |
---|
1387 | |
---|
1388 | zz_pEX g, g0, g1, g2; |
---|
1389 | |
---|
1390 | |
---|
1391 | g.rep.SetMaxLength(E[0]); |
---|
1392 | g0.rep.SetMaxLength(E[0]); |
---|
1393 | g1.rep.SetMaxLength((3*E[0]+1)/2); |
---|
1394 | g2.rep.SetMaxLength(E[0]); |
---|
1395 | |
---|
1396 | conv(g, x); |
---|
1397 | |
---|
1398 | long i; |
---|
1399 | |
---|
1400 | for (i = L-1; i > 0; i--) { |
---|
1401 | // lift from E[i] to E[i-1] |
---|
1402 | |
---|
1403 | long k = E[i]; |
---|
1404 | long l = E[i-1]-E[i]; |
---|
1405 | |
---|
1406 | trunc(g0, a, k+l); |
---|
1407 | |
---|
1408 | mul(g1, g0, g); |
---|
1409 | RightShift(g1, g1, k); |
---|
1410 | trunc(g1, g1, l); |
---|
1411 | |
---|
1412 | mul(g2, g1, g); |
---|
1413 | trunc(g2, g2, l); |
---|
1414 | LeftShift(g2, g2, k); |
---|
1415 | |
---|
1416 | sub(g, g, g2); |
---|
1417 | } |
---|
1418 | |
---|
1419 | c = g; |
---|
1420 | } |
---|
1421 | |
---|
1422 | void InvTrunc(zz_pEX& c, const zz_pEX& a, long e) |
---|
1423 | { |
---|
1424 | if (e < 0) Error("InvTrunc: bad args"); |
---|
1425 | if (e == 0) { |
---|
1426 | clear(c); |
---|
1427 | return; |
---|
1428 | } |
---|
1429 | |
---|
1430 | if (NTL_OVERFLOW(e, 1, 0)) |
---|
1431 | Error("overflow in InvTrunc"); |
---|
1432 | |
---|
1433 | NewtonInv(c, a, e); |
---|
1434 | } |
---|
1435 | |
---|
1436 | |
---|
1437 | |
---|
1438 | |
---|
1439 | const long zz_pEX_MOD_PLAIN = 0; |
---|
1440 | const long zz_pEX_MOD_MUL = 1; |
---|
1441 | |
---|
1442 | |
---|
1443 | void build(zz_pEXModulus& F, const zz_pEX& f) |
---|
1444 | { |
---|
1445 | long n = deg(f); |
---|
1446 | |
---|
1447 | if (n <= 0) Error("build(zz_pEXModulus,zz_pEX): deg(f) <= 0"); |
---|
1448 | |
---|
1449 | if (NTL_OVERFLOW(n, zz_pE::degree(), 0)) |
---|
1450 | Error("build(zz_pEXModulus,zz_pEX): overflow"); |
---|
1451 | |
---|
1452 | F.tracevec.SetLength(0); |
---|
1453 | |
---|
1454 | F.f = f; |
---|
1455 | F.n = n; |
---|
1456 | |
---|
1457 | if (F.n < zz_pE::ModCross()) { |
---|
1458 | F.method = zz_pEX_MOD_PLAIN; |
---|
1459 | } |
---|
1460 | else { |
---|
1461 | F.method = zz_pEX_MOD_MUL; |
---|
1462 | zz_pEX P1; |
---|
1463 | zz_pEX P2; |
---|
1464 | |
---|
1465 | CopyReverse(P1, f, n); |
---|
1466 | InvTrunc(P2, P1, n-1); |
---|
1467 | CopyReverse(P1, P2, n-2); |
---|
1468 | trunc(F.h0, P1, n-2); |
---|
1469 | trunc(F.f0, f, n); |
---|
1470 | F.hlc = ConstTerm(P2); |
---|
1471 | } |
---|
1472 | } |
---|
1473 | |
---|
1474 | |
---|
1475 | |
---|
1476 | zz_pEXModulus::zz_pEXModulus() |
---|
1477 | { |
---|
1478 | n = -1; |
---|
1479 | method = zz_pEX_MOD_PLAIN; |
---|
1480 | } |
---|
1481 | |
---|
1482 | |
---|
1483 | zz_pEXModulus::~zz_pEXModulus() |
---|
1484 | { |
---|
1485 | } |
---|
1486 | |
---|
1487 | |
---|
1488 | |
---|
1489 | zz_pEXModulus::zz_pEXModulus(const zz_pEX& ff) |
---|
1490 | { |
---|
1491 | n = -1; |
---|
1492 | method = zz_pEX_MOD_PLAIN; |
---|
1493 | |
---|
1494 | build(*this, ff); |
---|
1495 | } |
---|
1496 | |
---|
1497 | |
---|
1498 | void UseMulRem21(zz_pEX& r, const zz_pEX& a, const zz_pEXModulus& F) |
---|
1499 | { |
---|
1500 | zz_pEX P1; |
---|
1501 | zz_pEX P2; |
---|
1502 | |
---|
1503 | RightShift(P1, a, F.n); |
---|
1504 | mul(P2, P1, F.h0); |
---|
1505 | RightShift(P2, P2, F.n-2); |
---|
1506 | if (!IsOne(F.hlc)) mul(P1, P1, F.hlc); |
---|
1507 | add(P2, P2, P1); |
---|
1508 | mul(P1, P2, F.f0); |
---|
1509 | trunc(P1, P1, F.n); |
---|
1510 | trunc(r, a, F.n); |
---|
1511 | sub(r, r, P1); |
---|
1512 | } |
---|
1513 | |
---|
1514 | void UseMulDivRem21(zz_pEX& q, zz_pEX& r, const zz_pEX& a, const zz_pEXModulus& F) |
---|
1515 | { |
---|
1516 | zz_pEX P1; |
---|
1517 | zz_pEX P2; |
---|
1518 | |
---|
1519 | RightShift(P1, a, F.n); |
---|
1520 | mul(P2, P1, F.h0); |
---|
1521 | RightShift(P2, P2, F.n-2); |
---|
1522 | if (!IsOne(F.hlc)) mul(P1, P1, F.hlc); |
---|
1523 | add(P2, P2, P1); |
---|
1524 | mul(P1, P2, F.f0); |
---|
1525 | trunc(P1, P1, F.n); |
---|
1526 | trunc(r, a, F.n); |
---|
1527 | sub(r, r, P1); |
---|
1528 | q = P2; |
---|
1529 | } |
---|
1530 | |
---|
1531 | void UseMulDiv21(zz_pEX& q, const zz_pEX& a, const zz_pEXModulus& F) |
---|
1532 | { |
---|
1533 | zz_pEX P1; |
---|
1534 | zz_pEX P2; |
---|
1535 | |
---|
1536 | RightShift(P1, a, F.n); |
---|
1537 | mul(P2, P1, F.h0); |
---|
1538 | RightShift(P2, P2, F.n-2); |
---|
1539 | if (!IsOne(F.hlc)) mul(P1, P1, F.hlc); |
---|
1540 | add(P2, P2, P1); |
---|
1541 | q = P2; |
---|
1542 | |
---|
1543 | } |
---|
1544 | |
---|
1545 | |
---|
1546 | void rem(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, const zz_pEXModulus& F) |
---|
1547 | { |
---|
1548 | if (F.method == zz_pEX_MOD_PLAIN) { |
---|
1549 | PlainRem(x, a, F.f); |
---|
1550 | return; |
---|
1551 | } |
---|
1552 | |
---|
1553 | long da = deg(a); |
---|
1554 | long n = F.n; |
---|
1555 | |
---|
1556 | if (da <= 2*n-2) { |
---|
1557 | UseMulRem21(x, a, F); |
---|
1558 | return; |
---|
1559 | } |
---|
1560 | |
---|
1561 | zz_pEX buf(INIT_SIZE, 2*n-1); |
---|
1562 | |
---|
1563 | long a_len = da+1; |
---|
1564 | |
---|
1565 | while (a_len > 0) { |
---|
1566 | long old_buf_len = buf.rep.length(); |
---|
1567 | long amt = min(2*n-1-old_buf_len, a_len); |
---|
1568 | |
---|
1569 | buf.rep.SetLength(old_buf_len+amt); |
---|
1570 | |
---|
1571 | long i; |
---|
1572 | |
---|
1573 | for (i = old_buf_len+amt-1; i >= amt; i--) |
---|
1574 | buf.rep[i] = buf.rep[i-amt]; |
---|
1575 | |
---|
1576 | for (i = amt-1; i >= 0; i--) |
---|
1577 | buf.rep[i] = a.rep[a_len-amt+i]; |
---|
1578 | |
---|
1579 | buf.normalize(); |
---|
1580 | |
---|
1581 | UseMulRem21(buf, buf, F); |
---|
1582 | |
---|
1583 | a_len -= amt; |
---|
1584 | } |
---|
1585 | |
---|
1586 | x = buf; |
---|
1587 | } |
---|
1588 | |
---|
1589 | void DivRem(zz_pEX& q, zz_pEX& r, const zz_pEX& a, const zz_pEXModulus& F) |
---|
1590 | { |
---|
1591 | if (F.method == zz_pEX_MOD_PLAIN) { |
---|
1592 | PlainDivRem(q, r, a, F.f); |
---|
1593 | return; |
---|
1594 | } |
---|
1595 | |
---|
1596 | long da = deg(a); |
---|
1597 | long n = F.n; |
---|
1598 | |
---|
1599 | if (da <= 2*n-2) { |
---|
1600 | UseMulDivRem21(q, r, a, F); |
---|
1601 | return; |
---|
1602 | } |
---|
1603 | |
---|
1604 | zz_pEX buf(INIT_SIZE, 2*n-1); |
---|
1605 | zz_pEX qbuf(INIT_SIZE, n-1); |
---|
1606 | |
---|
1607 | zz_pEX qq; |
---|
1608 | qq.rep.SetLength(da-n+1); |
---|
1609 | |
---|
1610 | long a_len = da+1; |
---|
1611 | long q_hi = da-n+1; |
---|
1612 | |
---|
1613 | while (a_len > 0) { |
---|
1614 | long old_buf_len = buf.rep.length(); |
---|
1615 | long amt = min(2*n-1-old_buf_len, a_len); |
---|
1616 | |
---|
1617 | buf.rep.SetLength(old_buf_len+amt); |
---|
1618 | |
---|
1619 | long i; |
---|
1620 | |
---|
1621 | for (i = old_buf_len+amt-1; i >= amt; i--) |
---|
1622 | buf.rep[i] = buf.rep[i-amt]; |
---|
1623 | |
---|
1624 | for (i = amt-1; i >= 0; i--) |
---|
1625 | buf.rep[i] = a.rep[a_len-amt+i]; |
---|
1626 | |
---|
1627 | buf.normalize(); |
---|
1628 | |
---|
1629 | UseMulDivRem21(qbuf, buf, buf, F); |
---|
1630 | long dl = qbuf.rep.length(); |
---|
1631 | a_len = a_len - amt; |
---|
1632 | for(i = 0; i < dl; i++) |
---|
1633 | qq.rep[a_len+i] = qbuf.rep[i]; |
---|
1634 | for(i = dl+a_len; i < q_hi; i++) |
---|
1635 | clear(qq.rep[i]); |
---|
1636 | q_hi = a_len; |
---|
1637 | } |
---|
1638 | |
---|
1639 | r = buf; |
---|
1640 | |
---|
1641 | qq.normalize(); |
---|
1642 | q = qq; |
---|
1643 | } |
---|
1644 | |
---|
1645 | void div(zz_pEX& q, const zz_pEX& a, const zz_pEXModulus& F) |
---|
1646 | { |
---|
1647 | if (F.method == zz_pEX_MOD_PLAIN) { |
---|
1648 | PlainDiv(q, a, F.f); |
---|
1649 | return; |
---|
1650 | } |
---|
1651 | |
---|
1652 | long da = deg(a); |
---|
1653 | long n = F.n; |
---|
1654 | |
---|
1655 | if (da <= 2*n-2) { |
---|
1656 | UseMulDiv21(q, a, F); |
---|
1657 | return; |
---|
1658 | } |
---|
1659 | |
---|
1660 | zz_pEX buf(INIT_SIZE, 2*n-1); |
---|
1661 | zz_pEX qbuf(INIT_SIZE, n-1); |
---|
1662 | |
---|
1663 | zz_pEX qq; |
---|
1664 | qq.rep.SetLength(da-n+1); |
---|
1665 | |
---|
1666 | long a_len = da+1; |
---|
1667 | long q_hi = da-n+1; |
---|
1668 | |
---|
1669 | while (a_len > 0) { |
---|
1670 | long old_buf_len = buf.rep.length(); |
---|
1671 | long amt = min(2*n-1-old_buf_len, a_len); |
---|
1672 | |
---|
1673 | buf.rep.SetLength(old_buf_len+amt); |
---|
1674 | |
---|
1675 | long i; |
---|
1676 | |
---|
1677 | for (i = old_buf_len+amt-1; i >= amt; i--) |
---|
1678 | buf.rep[i] = buf.rep[i-amt]; |
---|
1679 | |
---|
1680 | for (i = amt-1; i >= 0; i--) |
---|
1681 | buf.rep[i] = a.rep[a_len-amt+i]; |
---|
1682 | |
---|
1683 | buf.normalize(); |
---|
1684 | |
---|
1685 | a_len = a_len - amt; |
---|
1686 | if (a_len > 0) |
---|
1687 | UseMulDivRem21(qbuf, buf, buf, F); |
---|
1688 | else |
---|
1689 | UseMulDiv21(qbuf, buf, F); |
---|
1690 | |
---|
1691 | long dl = qbuf.rep.length(); |
---|
1692 | for(i = 0; i < dl; i++) |
---|
1693 | qq.rep[a_len+i] = qbuf.rep[i]; |
---|
1694 | for(i = dl+a_len; i < q_hi; i++) |
---|
1695 | clear(qq.rep[i]); |
---|
1696 | q_hi = a_len; |
---|
1697 | } |
---|
1698 | |
---|
1699 | qq.normalize(); |
---|
1700 | q = qq; |
---|
1701 | } |
---|
1702 | |
---|
1703 | |
---|
1704 | |
---|
1705 | |
---|
1706 | void MulMod(zz_pEX& c, const zz_pEX& a, const zz_pEX& b, const zz_pEXModulus& F) |
---|
1707 | { |
---|
1708 | if (deg(a) >= F.n || deg(b) >= F.n) Error("MulMod: bad args"); |
---|
1709 | |
---|
1710 | zz_pEX t; |
---|
1711 | mul(t, a, b); |
---|
1712 | rem(c, t, F); |
---|
1713 | } |
---|
1714 | |
---|
1715 | |
---|
1716 | void SqrMod(zz_pEX& c, const zz_pEX& a, const zz_pEXModulus& F) |
---|
1717 | { |
---|
1718 | if (deg(a) >= F.n) Error("MulMod: bad args"); |
---|
1719 | |
---|
1720 | zz_pEX t; |
---|
1721 | sqr(t, a); |
---|
1722 | rem(c, t, F); |
---|
1723 | } |
---|
1724 | |
---|
1725 | |
---|
1726 | |
---|
1727 | void UseMulRem(zz_pEX& r, const zz_pEX& a, const zz_pEX& b) |
---|
1728 | { |
---|
1729 | zz_pEX P1; |
---|
1730 | zz_pEX P2; |
---|
1731 | |
---|
1732 | long da = deg(a); |
---|
1733 | long db = deg(b); |
---|
1734 | |
---|
1735 | CopyReverse(P1, b, db); |
---|
1736 | InvTrunc(P2, P1, da-db+1); |
---|
1737 | CopyReverse(P1, P2, da-db); |
---|
1738 | |
---|
1739 | RightShift(P2, a, db); |
---|
1740 | mul(P2, P1, P2); |
---|
1741 | RightShift(P2, P2, da-db); |
---|
1742 | mul(P1, P2, b); |
---|
1743 | sub(P1, a, P1); |
---|
1744 | |
---|
1745 | r = P1; |
---|
1746 | } |
---|
1747 | |
---|
1748 | void UseMulDivRem(zz_pEX& q, zz_pEX& r, const zz_pEX& a, const zz_pEX& b) |
---|
1749 | { |
---|
1750 | zz_pEX P1; |
---|
1751 | zz_pEX P2; |
---|
1752 | |
---|
1753 | long da = deg(a); |
---|
1754 | long db = deg(b); |
---|
1755 | |
---|
1756 | CopyReverse(P1, b, db); |
---|
1757 | InvTrunc(P2, P1, da-db+1); |
---|
1758 | CopyReverse(P1, P2, da-db); |
---|
1759 | |
---|
1760 | RightShift(P2, a, db); |
---|
1761 | mul(P2, P1, P2); |
---|
1762 | RightShift(P2, P2, da-db); |
---|
1763 | mul(P1, P2, b); |
---|
1764 | sub(P1, a, P1); |
---|
1765 | |
---|
1766 | r = P1; |
---|
1767 | q = P2; |
---|
1768 | } |
---|
1769 | |
---|
1770 | void UseMulDiv(zz_pEX& q, const zz_pEX& a, const zz_pEX& b) |
---|
1771 | { |
---|
1772 | zz_pEX P1; |
---|
1773 | zz_pEX P2; |
---|
1774 | |
---|
1775 | long da = deg(a); |
---|
1776 | long db = deg(b); |
---|
1777 | |
---|
1778 | CopyReverse(P1, b, db); |
---|
1779 | InvTrunc(P2, P1, da-db+1); |
---|
1780 | CopyReverse(P1, P2, da-db); |
---|
1781 | |
---|
1782 | RightShift(P2, a, db); |
---|
1783 | mul(P2, P1, P2); |
---|
1784 | RightShift(P2, P2, da-db); |
---|
1785 | |
---|
1786 | q = P2; |
---|
1787 | } |
---|
1788 | |
---|
1789 | |
---|
1790 | |
---|
1791 | void DivRem(zz_pEX& q, zz_pEX& r, const zz_pEX& a, const zz_pEX& b) |
---|
1792 | { |
---|
1793 | long sa = a.rep.length(); |
---|
1794 | long sb = b.rep.length(); |
---|
1795 | |
---|
1796 | if (sb < zz_pE::DivCross() || sa-sb < zz_pE::DivCross()) |
---|
1797 | PlainDivRem(q, r, a, b); |
---|
1798 | else if (sa < 4*sb) |
---|
1799 | UseMulDivRem(q, r, a, b); |
---|
1800 | else { |
---|
1801 | zz_pEXModulus B; |
---|
1802 | build(B, b); |
---|
1803 | DivRem(q, r, a, B); |
---|
1804 | } |
---|
1805 | } |
---|
1806 | |
---|
1807 | void div(zz_pEX& q, const zz_pEX& a, const zz_pEX& b) |
---|
1808 | { |
---|
1809 | long sa = a.rep.length(); |
---|
1810 | long sb = b.rep.length(); |
---|
1811 | |
---|
1812 | if (sb < zz_pE::DivCross() || sa-sb < zz_pE::DivCross()) |
---|
1813 | PlainDiv(q, a, b); |
---|
1814 | else if (sa < 4*sb) |
---|
1815 | UseMulDiv(q, a, b); |
---|
1816 | else { |
---|
1817 | zz_pEXModulus B; |
---|
1818 | build(B, b); |
---|
1819 | div(q, a, B); |
---|
1820 | } |
---|
1821 | } |
---|
1822 | |
---|
1823 | void div(zz_pEX& q, const zz_pEX& a, const zz_pE& b) |
---|
1824 | { |
---|
1825 | zz_pE T; |
---|
1826 | inv(T, b); |
---|
1827 | mul(q, a, T); |
---|
1828 | } |
---|
1829 | |
---|
1830 | void div(zz_pEX& q, const zz_pEX& a, const zz_p& b) |
---|
1831 | { |
---|
1832 | NTL_zz_pRegister(T); |
---|
1833 | inv(T, b); |
---|
1834 | mul(q, a, T); |
---|
1835 | } |
---|
1836 | |
---|
1837 | void div(zz_pEX& q, const zz_pEX& a, long b) |
---|
1838 | { |
---|
1839 | NTL_zz_pRegister(T); |
---|
1840 | T = b; |
---|
1841 | inv(T, T); |
---|
1842 | mul(q, a, T); |
---|
1843 | } |
---|
1844 | |
---|
1845 | void rem(zz_pEX& r, const zz_pEX& a, const zz_pEX& b) |
---|
1846 | { |
---|
1847 | long sa = a.rep.length(); |
---|
1848 | long sb = b.rep.length(); |
---|
1849 | |
---|
1850 | if (sb < zz_pE::DivCross() || sa-sb < zz_pE::DivCross()) |
---|
1851 | PlainRem(r, a, b); |
---|
1852 | else if (sa < 4*sb) |
---|
1853 | UseMulRem(r, a, b); |
---|
1854 | else { |
---|
1855 | zz_pEXModulus B; |
---|
1856 | build(B, b); |
---|
1857 | rem(r, a, B); |
---|
1858 | } |
---|
1859 | } |
---|
1860 | |
---|
1861 | void GCD(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, const zz_pEX& b) |
---|
1862 | { |
---|
1863 | zz_pE t; |
---|
1864 | |
---|
1865 | if (IsZero(b)) |
---|
1866 | x = a; |
---|
1867 | else if (IsZero(a)) |
---|
1868 | x = b; |
---|
1869 | else { |
---|
1870 | long n = max(deg(a),deg(b)) + 1; |
---|
1871 | zz_pEX u(INIT_SIZE, n), v(INIT_SIZE, n); |
---|
1872 | |
---|
1873 | vec_zz_pX tmp; |
---|
1874 | SetSize(tmp, n, 2*zz_pE::degree()); |
---|
1875 | |
---|
1876 | u = a; |
---|
1877 | v = b; |
---|
1878 | do { |
---|
1879 | PlainRem(u, u, v, tmp); |
---|
1880 | swap(u, v); |
---|
1881 | } while (!IsZero(v)); |
---|
1882 | |
---|
1883 | x = u; |
---|
1884 | } |
---|
1885 | |
---|
1886 | if (IsZero(x)) return; |
---|
1887 | if (IsOne(LeadCoeff(x))) return; |
---|
1888 | |
---|
1889 | /* make gcd monic */ |
---|
1890 | |
---|
1891 | |
---|
1892 | inv(t, LeadCoeff(x)); |
---|
1893 | mul(x, x, t); |
---|
1894 | } |
---|
1895 | |
---|
1896 | |
---|
1897 | |
---|
1898 | |
---|
1899 | |
---|
1900 | void XGCD(zz_pEX& d, zz_pEX& s, zz_pEX& t, const zz_pEX& a, const zz_pEX& b) |
---|
1901 | { |
---|
1902 | zz_pE z; |
---|
1903 | |
---|
1904 | |
---|
1905 | if (IsZero(b)) { |
---|
1906 | set(s); |
---|
1907 | clear(t); |
---|
1908 | d = a; |
---|
1909 | } |
---|
1910 | else if (IsZero(a)) { |
---|
1911 | clear(s); |
---|
1912 | set(t); |
---|
1913 | d = b; |
---|
1914 | } |
---|
1915 | else { |
---|
1916 | long e = max(deg(a), deg(b)) + 1; |
---|
1917 | |
---|
1918 | zz_pEX temp(INIT_SIZE, e), u(INIT_SIZE, e), v(INIT_SIZE, e), |
---|
1919 | u0(INIT_SIZE, e), v0(INIT_SIZE, e), |
---|
1920 | u1(INIT_SIZE, e), v1(INIT_SIZE, e), |
---|
1921 | u2(INIT_SIZE, e), v2(INIT_SIZE, e), q(INIT_SIZE, e); |
---|
1922 | |
---|
1923 | |
---|
1924 | set(u1); clear(v1); |
---|
1925 | clear(u2); set(v2); |
---|
1926 | u = a; v = b; |
---|
1927 | |
---|
1928 | do { |
---|
1929 | DivRem(q, u, u, v); |
---|
1930 | swap(u, v); |
---|
1931 | u0 = u2; |
---|
1932 | v0 = v2; |
---|
1933 | mul(temp, q, u2); |
---|
1934 | sub(u2, u1, temp); |
---|
1935 | mul(temp, q, v2); |
---|
1936 | sub(v2, v1, temp); |
---|
1937 | u1 = u0; |
---|
1938 | v1 = v0; |
---|
1939 | } while (!IsZero(v)); |
---|
1940 | |
---|
1941 | d = u; |
---|
1942 | s = u1; |
---|
1943 | t = v1; |
---|
1944 | } |
---|
1945 | |
---|
1946 | if (IsZero(d)) return; |
---|
1947 | if (IsOne(LeadCoeff(d))) return; |
---|
1948 | |
---|
1949 | /* make gcd monic */ |
---|
1950 | |
---|
1951 | inv(z, LeadCoeff(d)); |
---|
1952 | mul(d, d, z); |
---|
1953 | mul(s, s, z); |
---|
1954 | mul(t, t, z); |
---|
1955 | } |
---|
1956 | |
---|
1957 | NTL_vector_impl(zz_pEX,vec_zz_pEX) |
---|
1958 | |
---|
1959 | NTL_eq_vector_impl(zz_pEX,vec_zz_pEX) |
---|
1960 | |
---|
1961 | void IterBuild(zz_pE* a, long n) |
---|
1962 | { |
---|
1963 | long i, k; |
---|
1964 | zz_pE b, t; |
---|
1965 | |
---|
1966 | if (n <= 0) return; |
---|
1967 | |
---|
1968 | negate(a[0], a[0]); |
---|
1969 | |
---|
1970 | for (k = 1; k <= n-1; k++) { |
---|
1971 | negate(b, a[k]); |
---|
1972 | add(a[k], b, a[k-1]); |
---|
1973 | for (i = k-1; i >= 1; i--) { |
---|
1974 | mul(t, a[i], b); |
---|
1975 | add(a[i], t, a[i-1]); |
---|
1976 | } |
---|
1977 | mul(a[0], a[0], b); |
---|
1978 | } |
---|
1979 | } |
---|
1980 | |
---|
1981 | void BuildFromRoots(zz_pEX& x, const vec_zz_pE& a) |
---|
1982 | { |
---|
1983 | long n = a.length(); |
---|
1984 | |
---|
1985 | if (n == 0) { |
---|
1986 | set(x); |
---|
1987 | return; |
---|
1988 | } |
---|
1989 | |
---|
1990 | x.rep.SetMaxLength(n+1); |
---|
1991 | x.rep = a; |
---|
1992 | IterBuild(&x.rep[0], n); |
---|
1993 | x.rep.SetLength(n+1); |
---|
1994 | SetCoeff(x, n); |
---|
1995 | } |
---|
1996 | |
---|
1997 | void eval(zz_pE& b, const zz_pEX& f, const zz_pE& a) |
---|
1998 | // does a Horner evaluation |
---|
1999 | { |
---|
2000 | zz_pE acc; |
---|
2001 | long i; |
---|
2002 | |
---|
2003 | clear(acc); |
---|
2004 | for (i = deg(f); i >= 0; i--) { |
---|
2005 | mul(acc, acc, a); |
---|
2006 | add(acc, acc, f.rep[i]); |
---|
2007 | } |
---|
2008 | |
---|
2009 | b = acc; |
---|
2010 | } |
---|
2011 | |
---|
2012 | void eval(vec_zz_pE& b, const zz_pEX& f, const vec_zz_pE& a) |
---|
2013 | // naive algorithm: repeats Horner |
---|
2014 | { |
---|
2015 | if (&b == &f.rep) { |
---|
2016 | vec_zz_pE bb; |
---|
2017 | eval(bb, f, a); |
---|
2018 | b = bb; |
---|
2019 | return; |
---|
2020 | } |
---|
2021 | |
---|
2022 | long m = a.length(); |
---|
2023 | b.SetLength(m); |
---|
2024 | long i; |
---|
2025 | for (i = 0; i < m; i++) |
---|
2026 | eval(b[i], f, a[i]); |
---|
2027 | } |
---|
2028 | |
---|
2029 | |
---|
2030 | void interpolate(zz_pEX& f, const vec_zz_pE& a, const vec_zz_pE& b) |
---|
2031 | { |
---|
2032 | long m = a.length(); |
---|
2033 | if (b.length() != m) Error("interpolate: vector length mismatch"); |
---|
2034 | |
---|
2035 | if (m == 0) { |
---|
2036 | clear(f); |
---|
2037 | return; |
---|
2038 | } |
---|
2039 | |
---|
2040 | vec_zz_pE prod; |
---|
2041 | prod = a; |
---|
2042 | |
---|
2043 | zz_pE t1, t2; |
---|
2044 | |
---|
2045 | long k, i; |
---|
2046 | |
---|
2047 | vec_zz_pE res; |
---|
2048 | res.SetLength(m); |
---|
2049 | |
---|
2050 | for (k = 0; k < m; k++) { |
---|
2051 | |
---|
2052 | const zz_pE& aa = a[k]; |
---|
2053 | |
---|
2054 | set(t1); |
---|
2055 | for (i = k-1; i >= 0; i--) { |
---|
2056 | mul(t1, t1, aa); |
---|
2057 | add(t1, t1, prod[i]); |
---|
2058 | } |
---|
2059 | |
---|
2060 | clear(t2); |
---|
2061 | for (i = k-1; i >= 0; i--) { |
---|
2062 | mul(t2, t2, aa); |
---|
2063 | add(t2, t2, res[i]); |
---|
2064 | } |
---|
2065 | |
---|
2066 | |
---|
2067 | inv(t1, t1); |
---|
2068 | sub(t2, b[k], t2); |
---|
2069 | mul(t1, t1, t2); |
---|
2070 | |
---|
2071 | for (i = 0; i < k; i++) { |
---|
2072 | mul(t2, prod[i], t1); |
---|
2073 | add(res[i], res[i], t2); |
---|
2074 | } |
---|
2075 | |
---|
2076 | res[k] = t1; |
---|
2077 | |
---|
2078 | if (k < m-1) { |
---|
2079 | if (k == 0) |
---|
2080 | negate(prod[0], prod[0]); |
---|
2081 | else { |
---|
2082 | negate(t1, a[k]); |
---|
2083 | add(prod[k], t1, prod[k-1]); |
---|
2084 | for (i = k-1; i >= 1; i--) { |
---|
2085 | mul(t2, prod[i], t1); |
---|
2086 | add(prod[i], t2, prod[i-1]); |
---|
2087 | } |
---|
2088 | mul(prod[0], prod[0], t1); |
---|
2089 | } |
---|
2090 | } |
---|
2091 | } |
---|
2092 | |
---|
2093 | while (m > 0 && IsZero(res[m-1])) m--; |
---|
2094 | res.SetLength(m); |
---|
2095 | f.rep = res; |
---|
2096 | } |
---|
2097 | |
---|
2098 | void InnerProduct(zz_pEX& x, const vec_zz_pE& v, long low, long high, |
---|
2099 | const vec_zz_pEX& H, long n, vec_zz_pX& t) |
---|
2100 | { |
---|
2101 | zz_pX s; |
---|
2102 | long i, j; |
---|
2103 | |
---|
2104 | for (j = 0; j < n; j++) |
---|
2105 | clear(t[j]); |
---|
2106 | |
---|
2107 | high = min(high, v.length()-1); |
---|
2108 | for (i = low; i <= high; i++) { |
---|
2109 | const vec_zz_pE& h = H[i-low].rep; |
---|
2110 | long m = h.length(); |
---|
2111 | const zz_pX& w = rep(v[i]); |
---|
2112 | |
---|
2113 | for (j = 0; j < m; j++) { |
---|
2114 | mul(s, w, rep(h[j])); |
---|
2115 | add(t[j], t[j], s); |
---|
2116 | } |
---|
2117 | } |
---|
2118 | |
---|
2119 | x.rep.SetLength(n); |
---|
2120 | for (j = 0; j < n; j++) |
---|
2121 | conv(x.rep[j], t[j]); |
---|
2122 | x.normalize(); |
---|
2123 | } |
---|
2124 | |
---|
2125 | |
---|
2126 | |
---|
2127 | void CompMod(zz_pEX& x, const zz_pEX& g, const zz_pEXArgument& A, |
---|
2128 | const zz_pEXModulus& F) |
---|
2129 | { |
---|
2130 | if (deg(g) <= 0) { |
---|
2131 | x = g; |
---|
2132 | return; |
---|
2133 | } |
---|
2134 | |
---|
2135 | |
---|
2136 | zz_pEX s, t; |
---|
2137 | vec_zz_pX scratch; |
---|
2138 | SetSize(scratch, deg(F), 2*zz_pE::degree()); |
---|
2139 | |
---|
2140 | long m = A.H.length() - 1; |
---|
2141 | long l = ((g.rep.length()+m-1)/m) - 1; |
---|
2142 | |
---|
2143 | const zz_pEX& M = A.H[m]; |
---|
2144 | |
---|
2145 | InnerProduct(t, g.rep, l*m, l*m + m - 1, A.H, F.n, scratch); |
---|
2146 | for (long i = l-1; i >= 0; i--) { |
---|
2147 | InnerProduct(s, g.rep, i*m, i*m + m - 1, A.H, F.n, scratch); |
---|
2148 | MulMod(t, t, M, F); |
---|
2149 | add(t, t, s); |
---|
2150 | } |
---|
2151 | |
---|
2152 | x = t; |
---|
2153 | } |
---|
2154 | |
---|
2155 | |
---|
2156 | void build(zz_pEXArgument& A, const zz_pEX& h, const zz_pEXModulus& F, long m) |
---|
2157 | { |
---|
2158 | long i; |
---|
2159 | |
---|
2160 | if (m <= 0 || deg(h) >= F.n) |
---|
2161 | Error("build: bad args"); |
---|
2162 | |
---|
2163 | if (m > F.n) m = F.n; |
---|
2164 | |
---|
2165 | if (zz_pEXArgBound > 0) { |
---|
2166 | double sz = zz_p::storage(); |
---|
2167 | sz = sz*zz_pE::degree(); |
---|
2168 | sz = sz + NTL_VECTOR_HEADER_SIZE + sizeof(vec_zz_p); |
---|
2169 | sz = sz*F.n; |
---|
2170 | sz = sz + NTL_VECTOR_HEADER_SIZE + sizeof(vec_zz_pE); |
---|
2171 | sz = sz/1024; |
---|
2172 | m = min(m, long(zz_pEXArgBound/sz)); |
---|
2173 | m = max(m, 1); |
---|
2174 | } |
---|
2175 | |
---|
2176 | |
---|
2177 | |
---|
2178 | A.H.SetLength(m+1); |
---|
2179 | |
---|
2180 | set(A.H[0]); |
---|
2181 | A.H[1] = h; |
---|
2182 | for (i = 2; i <= m; i++) |
---|
2183 | MulMod(A.H[i], A.H[i-1], h, F); |
---|
2184 | } |
---|
2185 | |
---|
2186 | long zz_pEXArgBound = 0; |
---|
2187 | |
---|
2188 | |
---|
2189 | |
---|
2190 | |
---|
2191 | void CompMod(zz_pEX& x, const zz_pEX& g, const zz_pEX& h, const zz_pEXModulus& F) |
---|
2192 | // x = g(h) mod f |
---|
2193 | { |
---|
2194 | long m = SqrRoot(g.rep.length()); |
---|
2195 | |
---|
2196 | if (m == 0) { |
---|
2197 | clear(x); |
---|
2198 | return; |
---|
2199 | } |
---|
2200 | |
---|
2201 | zz_pEXArgument A; |
---|
2202 | |
---|
2203 | build(A, h, F, m); |
---|
2204 | |
---|
2205 | CompMod(x, g, A, F); |
---|
2206 | } |
---|
2207 | |
---|
2208 | |
---|
2209 | |
---|
2210 | |
---|
2211 | void Comp2Mod(zz_pEX& x1, zz_pEX& x2, const zz_pEX& g1, const zz_pEX& g2, |
---|
2212 | const zz_pEX& h, const zz_pEXModulus& F) |
---|
2213 | |
---|
2214 | { |
---|
2215 | long m = SqrRoot(g1.rep.length() + g2.rep.length()); |
---|
2216 | |
---|
2217 | if (m == 0) { |
---|
2218 | clear(x1); |
---|
2219 | clear(x2); |
---|
2220 | return; |
---|
2221 | } |
---|
2222 | |
---|
2223 | zz_pEXArgument A; |
---|
2224 | |
---|
2225 | build(A, h, F, m); |
---|
2226 | |
---|
2227 | zz_pEX xx1, xx2; |
---|
2228 | |
---|
2229 | CompMod(xx1, g1, A, F); |
---|
2230 | CompMod(xx2, g2, A, F); |
---|
2231 | |
---|
2232 | x1 = xx1; |
---|
2233 | x2 = xx2; |
---|
2234 | } |
---|
2235 | |
---|
2236 | void Comp3Mod(zz_pEX& x1, zz_pEX& x2, zz_pEX& x3, |
---|
2237 | const zz_pEX& g1, const zz_pEX& g2, const zz_pEX& g3, |
---|
2238 | const zz_pEX& h, const zz_pEXModulus& F) |
---|
2239 | |
---|
2240 | { |
---|
2241 | long m = SqrRoot(g1.rep.length() + g2.rep.length() + g3.rep.length()); |
---|
2242 | |
---|
2243 | if (m == 0) { |
---|
2244 | clear(x1); |
---|
2245 | clear(x2); |
---|
2246 | clear(x3); |
---|
2247 | return; |
---|
2248 | } |
---|
2249 | |
---|
2250 | zz_pEXArgument A; |
---|
2251 | |
---|
2252 | build(A, h, F, m); |
---|
2253 | |
---|
2254 | zz_pEX xx1, xx2, xx3; |
---|
2255 | |
---|
2256 | CompMod(xx1, g1, A, F); |
---|
2257 | CompMod(xx2, g2, A, F); |
---|
2258 | CompMod(xx3, g3, A, F); |
---|
2259 | |
---|
2260 | x1 = xx1; |
---|
2261 | x2 = xx2; |
---|
2262 | x3 = xx3; |
---|
2263 | } |
---|
2264 | |
---|
2265 | void build(zz_pEXTransMultiplier& B, const zz_pEX& b, const zz_pEXModulus& F) |
---|
2266 | { |
---|
2267 | long db = deg(b); |
---|
2268 | |
---|
2269 | if (db >= F.n) Error("build TransMultiplier: bad args"); |
---|
2270 | |
---|
2271 | zz_pEX t; |
---|
2272 | |
---|
2273 | LeftShift(t, b, F.n-1); |
---|
2274 | div(t, t, F); |
---|
2275 | |
---|
2276 | // we optimize for low degree b |
---|
2277 | |
---|
2278 | long d; |
---|
2279 | |
---|
2280 | d = deg(t); |
---|
2281 | if (d < 0) |
---|
2282 | B.shamt_fbi = 0; |
---|
2283 | else |
---|
2284 | B.shamt_fbi = F.n-2 - d; |
---|
2285 | |
---|
2286 | CopyReverse(B.fbi, t, d); |
---|
2287 | |
---|
2288 | // The following code optimizes the case when |
---|
2289 | // f = X^n + low degree poly |
---|
2290 | |
---|
2291 | trunc(t, F.f, F.n); |
---|
2292 | d = deg(t); |
---|
2293 | if (d < 0) |
---|
2294 | B.shamt = 0; |
---|
2295 | else |
---|
2296 | B.shamt = d; |
---|
2297 | |
---|
2298 | CopyReverse(B.f0, t, d); |
---|
2299 | |
---|
2300 | if (db < 0) |
---|
2301 | B.shamt_b = 0; |
---|
2302 | else |
---|
2303 | B.shamt_b = db; |
---|
2304 | |
---|
2305 | CopyReverse(B.b, b, db); |
---|
2306 | } |
---|
2307 | |
---|
2308 | void TransMulMod(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, const zz_pEXTransMultiplier& B, |
---|
2309 | const zz_pEXModulus& F) |
---|
2310 | { |
---|
2311 | if (deg(a) >= F.n) Error("TransMulMod: bad args"); |
---|
2312 | |
---|
2313 | zz_pEX t1, t2; |
---|
2314 | |
---|
2315 | mul(t1, a, B.b); |
---|
2316 | RightShift(t1, t1, B.shamt_b); |
---|
2317 | |
---|
2318 | mul(t2, a, B.f0); |
---|
2319 | RightShift(t2, t2, B.shamt); |
---|
2320 | trunc(t2, t2, F.n-1); |
---|
2321 | |
---|
2322 | mul(t2, t2, B.fbi); |
---|
2323 | if (B.shamt_fbi > 0) LeftShift(t2, t2, B.shamt_fbi); |
---|
2324 | trunc(t2, t2, F.n-1); |
---|
2325 | LeftShift(t2, t2, 1); |
---|
2326 | |
---|
2327 | sub(x, t1, t2); |
---|
2328 | } |
---|
2329 | |
---|
2330 | |
---|
2331 | void ShiftSub(zz_pEX& U, const zz_pEX& V, long n) |
---|
2332 | // assumes input does not alias output |
---|
2333 | { |
---|
2334 | if (IsZero(V)) |
---|
2335 | return; |
---|
2336 | |
---|
2337 | long du = deg(U); |
---|
2338 | long dv = deg(V); |
---|
2339 | |
---|
2340 | long d = max(du, n+dv); |
---|
2341 | |
---|
2342 | U.rep.SetLength(d+1); |
---|
2343 | long i; |
---|
2344 | |
---|
2345 | for (i = du+1; i <= d; i++) |
---|
2346 | clear(U.rep[i]); |
---|
2347 | |
---|
2348 | for (i = 0; i <= dv; i++) |
---|
2349 | sub(U.rep[i+n], U.rep[i+n], V.rep[i]); |
---|
2350 | |
---|
2351 | U.normalize(); |
---|
2352 | } |
---|
2353 | |
---|
2354 | |
---|
2355 | void UpdateMap(vec_zz_pE& x, const vec_zz_pE& a, |
---|
2356 | const zz_pEXTransMultiplier& B, const zz_pEXModulus& F) |
---|
2357 | { |
---|
2358 | zz_pEX xx; |
---|
2359 | TransMulMod(xx, to_zz_pEX(a), B, F); |
---|
2360 | x = xx.rep; |
---|
2361 | } |
---|
2362 | |
---|
2363 | static |
---|
2364 | void ProjectPowers(vec_zz_pE& x, const zz_pEX& a, long k, |
---|
2365 | const zz_pEXArgument& H, const zz_pEXModulus& F) |
---|
2366 | { |
---|
2367 | if (k < 0 || NTL_OVERFLOW(k, 1, 0) || deg(a) >= F.n) |
---|
2368 | Error("ProjectPowers: bad args"); |
---|
2369 | |
---|
2370 | long m = H.H.length()-1; |
---|
2371 | long l = (k+m-1)/m - 1; |
---|
2372 | |
---|
2373 | zz_pEXTransMultiplier M; |
---|
2374 | build(M, H.H[m], F); |
---|
2375 | |
---|
2376 | zz_pEX s; |
---|
2377 | s = a; |
---|
2378 | |
---|
2379 | x.SetLength(k); |
---|
2380 | |
---|
2381 | long i; |
---|
2382 | |
---|
2383 | for (i = 0; i <= l; i++) { |
---|
2384 | long m1 = min(m, k-i*m); |
---|
2385 | for (long j = 0; j < m1; j++) |
---|
2386 | InnerProduct(x[i*m+j], H.H[j].rep, s.rep); |
---|
2387 | if (i < l) |
---|
2388 | TransMulMod(s, s, M, F); |
---|
2389 | } |
---|
2390 | } |
---|
2391 | |
---|
2392 | static |
---|
2393 | void ProjectPowers(vec_zz_pE& x, const zz_pEX& a, long k, const zz_pEX& h, |
---|
2394 | const zz_pEXModulus& F) |
---|
2395 | { |
---|
2396 | if (k < 0 || deg(a) >= F.n || deg(h) >= F.n) |
---|
2397 | Error("ProjectPowers: bad args"); |
---|
2398 | |
---|
2399 | if (k == 0) { |
---|
2400 | x.SetLength(0);; |
---|
2401 | return; |
---|
2402 | } |
---|
2403 | |
---|
2404 | long m = SqrRoot(k); |
---|
2405 | |
---|
2406 | zz_pEXArgument H; |
---|
2407 | build(H, h, F, m); |
---|
2408 | |
---|
2409 | ProjectPowers(x, a, k, H, F); |
---|
2410 | } |
---|
2411 | |
---|
2412 | void ProjectPowers(vec_zz_pE& x, const vec_zz_pE& a, long k, |
---|
2413 | const zz_pEXArgument& H, const zz_pEXModulus& F) |
---|
2414 | { |
---|
2415 | ProjectPowers(x, to_zz_pEX(a), k, H, F); |
---|
2416 | } |
---|
2417 | |
---|
2418 | void ProjectPowers(vec_zz_pE& x, const vec_zz_pE& a, long k, |
---|
2419 | const zz_pEX& h, const zz_pEXModulus& F) |
---|
2420 | { |
---|
2421 | ProjectPowers(x, to_zz_pEX(a), k, h, F); |
---|
2422 | } |
---|
2423 | |
---|
2424 | |
---|
2425 | |
---|
2426 | |
---|
2427 | void BerlekampMassey(zz_pEX& h, const vec_zz_pE& a, long m) |
---|
2428 | { |
---|
2429 | zz_pEX Lambda, Sigma, Temp; |
---|
2430 | long L; |
---|
2431 | zz_pE Delta, Delta1, t1; |
---|
2432 | long shamt; |
---|
2433 | |
---|
2434 | // cerr << "*** " << m << "\n"; |
---|
2435 | |
---|
2436 | Lambda.SetMaxLength(m+1); |
---|
2437 | Sigma.SetMaxLength(m+1); |
---|
2438 | Temp.SetMaxLength(m+1); |
---|
2439 | |
---|
2440 | L = 0; |
---|
2441 | set(Lambda); |
---|
2442 | clear(Sigma); |
---|
2443 | set(Delta); |
---|
2444 | shamt = 0; |
---|
2445 | |
---|
2446 | long i, r, dl; |
---|
2447 | |
---|
2448 | for (r = 1; r <= 2*m; r++) { |
---|
2449 | // cerr << r << "--"; |
---|
2450 | clear(Delta1); |
---|
2451 | dl = deg(Lambda); |
---|
2452 | for (i = 0; i <= dl; i++) { |
---|
2453 | mul(t1, Lambda.rep[i], a[r-i-1]); |
---|
2454 | add(Delta1, Delta1, t1); |
---|
2455 | } |
---|
2456 | |
---|
2457 | if (IsZero(Delta1)) { |
---|
2458 | shamt++; |
---|
2459 | // cerr << "case 1: " << deg(Lambda) << " " << deg(Sigma) << " " << shamt << "\n"; |
---|
2460 | } |
---|
2461 | else if (2*L < r) { |
---|
2462 | div(t1, Delta1, Delta); |
---|
2463 | mul(Temp, Sigma, t1); |
---|
2464 | Sigma = Lambda; |
---|
2465 | ShiftSub(Lambda, Temp, shamt+1); |
---|
2466 | shamt = 0; |
---|
2467 | L = r-L; |
---|
2468 | Delta = Delta1; |
---|
2469 | // cerr << "case 2: " << deg(Lambda) << " " << deg(Sigma) << " " << shamt << "\n"; |
---|
2470 | } |
---|
2471 | else { |
---|
2472 | shamt++; |
---|
2473 | div(t1, Delta1, Delta); |
---|
2474 | mul(Temp, Sigma, t1); |
---|
2475 | ShiftSub(Lambda, Temp, shamt); |
---|
2476 | // cerr << "case 3: " << deg(Lambda) << " " << deg(Sigma) << " " << shamt << "\n"; |
---|
2477 | } |
---|
2478 | } |
---|
2479 | |
---|
2480 | // cerr << "finished: " << L << " " << deg(Lambda) << "\n"; |
---|
2481 | |
---|
2482 | dl = deg(Lambda); |
---|
2483 | h.rep.SetLength(L + 1); |
---|
2484 | |
---|
2485 | for (i = 0; i < L - dl; i++) |
---|
2486 | clear(h.rep[i]); |
---|
2487 | |
---|
2488 | for (i = L - dl; i <= L; i++) |
---|
2489 | h.rep[i] = Lambda.rep[L - i]; |
---|
2490 | } |
---|
2491 | |
---|
2492 | |
---|
2493 | |
---|
2494 | |
---|
2495 | void MinPolySeq(zz_pEX& h, const vec_zz_pE& a, long m) |
---|
2496 | { |
---|
2497 | if (m < 0 || NTL_OVERFLOW(m, 1, 0)) Error("MinPoly: bad args"); |
---|
2498 | if (a.length() < 2*m) Error("MinPoly: sequence too short"); |
---|
2499 | |
---|
2500 | BerlekampMassey(h, a, m); |
---|
2501 | } |
---|
2502 | |
---|
2503 | |
---|
2504 | void DoMinPolyMod(zz_pEX& h, const zz_pEX& g, const zz_pEXModulus& F, long m, |
---|
2505 | const zz_pEX& R) |
---|
2506 | { |
---|
2507 | vec_zz_pE x; |
---|
2508 | |
---|
2509 | ProjectPowers(x, R, 2*m, g, F); |
---|
2510 | MinPolySeq(h, x, m); |
---|
2511 | } |
---|
2512 | |
---|
2513 | void ProbMinPolyMod(zz_pEX& h, const zz_pEX& g, const zz_pEXModulus& F, long m) |
---|
2514 | { |
---|
2515 | long n = F.n; |
---|
2516 | if (m < 1 || m > n) Error("ProbMinPoly: bad args"); |
---|
2517 | |
---|
2518 | zz_pEX R; |
---|
2519 | random(R, n); |
---|
2520 | |
---|
2521 | DoMinPolyMod(h, g, F, m, R); |
---|
2522 | } |
---|
2523 | |
---|
2524 | void ProbMinPolyMod(zz_pEX& h, const zz_pEX& g, const zz_pEXModulus& F) |
---|
2525 | { |
---|
2526 | ProbMinPolyMod(h, g, F, F.n); |
---|
2527 | } |
---|
2528 | |
---|
2529 | void MinPolyMod(zz_pEX& hh, const zz_pEX& g, const zz_pEXModulus& F, long m) |
---|
2530 | { |
---|
2531 | zz_pEX h, h1; |
---|
2532 | long n = F.n; |
---|
2533 | if (m < 1 || m > n) Error("MinPoly: bad args"); |
---|
2534 | |
---|
2535 | /* probabilistically compute min-poly */ |
---|
2536 | |
---|
2537 | ProbMinPolyMod(h, g, F, m); |
---|
2538 | if (deg(h) == m) { hh = h; return; } |
---|
2539 | CompMod(h1, h, g, F); |
---|
2540 | if (IsZero(h1)) { hh = h; return; } |
---|
2541 | |
---|
2542 | /* not completely successful...must iterate */ |
---|
2543 | |
---|
2544 | zz_pEX h2, h3; |
---|
2545 | zz_pEX R; |
---|
2546 | zz_pEXTransMultiplier H1; |
---|
2547 | |
---|
2548 | |
---|
2549 | for (;;) { |
---|
2550 | random(R, n); |
---|
2551 | build(H1, h1, F); |
---|
2552 | TransMulMod(R, R, H1, F); |
---|
2553 | DoMinPolyMod(h2, g, F, m-deg(h), R); |
---|
2554 | |
---|
2555 | mul(h, h, h2); |
---|
2556 | if (deg(h) == m) { hh = h; return; } |
---|
2557 | CompMod(h3, h2, g, F); |
---|
2558 | MulMod(h1, h3, h1, F); |
---|
2559 | if (IsZero(h1)) { hh = h; return; } |
---|
2560 | } |
---|
2561 | } |
---|
2562 | |
---|
2563 | void IrredPolyMod(zz_pEX& h, const zz_pEX& g, const zz_pEXModulus& F, long m) |
---|
2564 | { |
---|
2565 | if (m < 1 || m > F.n) Error("IrredPoly: bad args"); |
---|
2566 | |
---|
2567 | zz_pEX R; |
---|
2568 | set(R); |
---|
2569 | |
---|
2570 | DoMinPolyMod(h, g, F, m, R); |
---|
2571 | } |
---|
2572 | |
---|
2573 | |
---|
2574 | |
---|
2575 | void IrredPolyMod(zz_pEX& h, const zz_pEX& g, const zz_pEXModulus& F) |
---|
2576 | { |
---|
2577 | IrredPolyMod(h, g, F, F.n); |
---|
2578 | } |
---|
2579 | |
---|
2580 | |
---|
2581 | |
---|
2582 | void MinPolyMod(zz_pEX& hh, const zz_pEX& g, const zz_pEXModulus& F) |
---|
2583 | { |
---|
2584 | MinPolyMod(hh, g, F, F.n); |
---|
2585 | } |
---|
2586 | |
---|
2587 | void diff(zz_pEX& x, const zz_pEX& a) |
---|
2588 | { |
---|
2589 | long n = deg(a); |
---|
2590 | long i; |
---|
2591 | |
---|
2592 | if (n <= 0) { |
---|
2593 | clear(x); |
---|
2594 | return; |
---|
2595 | } |
---|
2596 | |
---|
2597 | if (&x != &a) |
---|
2598 | x.rep.SetLength(n); |
---|
2599 | |
---|
2600 | for (i = 0; i <= n-1; i++) { |
---|
2601 | mul(x.rep[i], a.rep[i+1], i+1); |
---|
2602 | } |
---|
2603 | |
---|
2604 | if (&x == &a) |
---|
2605 | x.rep.SetLength(n); |
---|
2606 | |
---|
2607 | x.normalize(); |
---|
2608 | } |
---|
2609 | |
---|
2610 | |
---|
2611 | |
---|
2612 | void MakeMonic(zz_pEX& x) |
---|
2613 | { |
---|
2614 | if (IsZero(x)) |
---|
2615 | return; |
---|
2616 | |
---|
2617 | if (IsOne(LeadCoeff(x))) |
---|
2618 | return; |
---|
2619 | |
---|
2620 | zz_pE t; |
---|
2621 | |
---|
2622 | inv(t, LeadCoeff(x)); |
---|
2623 | mul(x, x, t); |
---|
2624 | } |
---|
2625 | |
---|
2626 | |
---|
2627 | long divide(zz_pEX& q, const zz_pEX& a, const zz_pEX& b) |
---|
2628 | { |
---|
2629 | if (IsZero(b)) { |
---|
2630 | if (IsZero(a)) { |
---|
2631 | clear(q); |
---|
2632 | return 1; |
---|
2633 | } |
---|
2634 | else |
---|
2635 | return 0; |
---|
2636 | } |
---|
2637 | |
---|
2638 | zz_pEX lq, r; |
---|
2639 | DivRem(lq, r, a, b); |
---|
2640 | if (!IsZero(r)) return 0; |
---|
2641 | q = lq; |
---|
2642 | return 1; |
---|
2643 | } |
---|
2644 | |
---|
2645 | long divide(const zz_pEX& a, const zz_pEX& b) |
---|
2646 | { |
---|
2647 | if (IsZero(b)) return IsZero(a); |
---|
2648 | zz_pEX lq, r; |
---|
2649 | DivRem(lq, r, a, b); |
---|
2650 | if (!IsZero(r)) return 0; |
---|
2651 | return 1; |
---|
2652 | } |
---|
2653 | |
---|
2654 | |
---|
2655 | |
---|
2656 | static |
---|
2657 | long OptWinSize(long n) |
---|
2658 | // finds k that minimizes n/(k+1) + 2^{k-1} |
---|
2659 | |
---|
2660 | { |
---|
2661 | long k; |
---|
2662 | double v, v_new; |
---|
2663 | |
---|
2664 | |
---|
2665 | v = n/2.0 + 1.0; |
---|
2666 | k = 1; |
---|
2667 | |
---|
2668 | for (;;) { |
---|
2669 | v_new = n/(double(k+2)) + double(1L << k); |
---|
2670 | if (v_new >= v) break; |
---|
2671 | v = v_new; |
---|
2672 | k++; |
---|
2673 | } |
---|
2674 | |
---|
2675 | return k; |
---|
2676 | } |
---|
2677 | |
---|
2678 | |
---|
2679 | |
---|
2680 | void PowerMod(zz_pEX& h, const zz_pEX& g, const ZZ& e, const zz_pEXModulus& F) |
---|
2681 | // h = g^e mod f using "sliding window" algorithm |
---|
2682 | { |
---|
2683 | if (deg(g) >= F.n) Error("PowerMod: bad args"); |
---|
2684 | |
---|
2685 | if (e == 0) { |
---|
2686 | set(h); |
---|
2687 | return; |
---|
2688 | } |
---|
2689 | |
---|
2690 | if (e == 1) { |
---|
2691 | h = g; |
---|
2692 | return; |
---|
2693 | } |
---|
2694 | |
---|
2695 | if (e == -1) { |
---|
2696 | InvMod(h, g, F); |
---|
2697 | return; |
---|
2698 | } |
---|
2699 | |
---|
2700 | if (e == 2) { |
---|
2701 | SqrMod(h, g, F); |
---|
2702 | return; |
---|
2703 | } |
---|
2704 | |
---|
2705 | if (e == -2) { |
---|
2706 | SqrMod(h, g, F); |
---|
2707 | InvMod(h, h, F); |
---|
2708 | return; |
---|
2709 | } |
---|
2710 | |
---|
2711 | |
---|
2712 | long n = NumBits(e); |
---|
2713 | |
---|
2714 | zz_pEX res; |
---|
2715 | res.SetMaxLength(F.n); |
---|
2716 | set(res); |
---|
2717 | |
---|
2718 | long i; |
---|
2719 | |
---|
2720 | if (n < 16) { |
---|
2721 | // plain square-and-multiply algorithm |
---|
2722 | |
---|
2723 | for (i = n - 1; i >= 0; i--) { |
---|
2724 | SqrMod(res, res, F); |
---|
2725 | if (bit(e, i)) |
---|
2726 | MulMod(res, res, g, F); |
---|
2727 | } |
---|
2728 | |
---|
2729 | if (e < 0) InvMod(res, res, F); |
---|
2730 | |
---|
2731 | h = res; |
---|
2732 | return; |
---|
2733 | } |
---|
2734 | |
---|
2735 | long k = OptWinSize(n); |
---|
2736 | k = min(k, 3); |
---|
2737 | |
---|
2738 | vec_zz_pEX v; |
---|
2739 | |
---|
2740 | v.SetLength(1L << (k-1)); |
---|
2741 | |
---|
2742 | v[0] = g; |
---|
2743 | |
---|
2744 | if (k > 1) { |
---|
2745 | zz_pEX t; |
---|
2746 | SqrMod(t, g, F); |
---|
2747 | |
---|
2748 | for (i = 1; i < (1L << (k-1)); i++) |
---|
2749 | MulMod(v[i], v[i-1], t, F); |
---|
2750 | } |
---|
2751 | |
---|
2752 | |
---|
2753 | long val; |
---|
2754 | long cnt; |
---|
2755 | long m; |
---|
2756 | |
---|
2757 | val = 0; |
---|
2758 | for (i = n-1; i >= 0; i--) { |
---|
2759 | val = (val << 1) | bit(e, i); |
---|
2760 | if (val == 0) |
---|
2761 | SqrMod(res, res, F); |
---|
2762 | else if (val >= (1L << (k-1)) || i == 0) { |
---|
2763 | cnt = 0; |
---|
2764 | while ((val & 1) == 0) { |
---|
2765 | val = val >> 1; |
---|
2766 | cnt++; |
---|
2767 | } |
---|
2768 | |
---|
2769 | m = val; |
---|
2770 | while (m > 0) { |
---|
2771 | SqrMod(res, res, F); |
---|
2772 | m = m >> 1; |
---|
2773 | } |
---|
2774 | |
---|
2775 | MulMod(res, res, v[val >> 1], F); |
---|
2776 | |
---|
2777 | while (cnt > 0) { |
---|
2778 | SqrMod(res, res, F); |
---|
2779 | cnt--; |
---|
2780 | } |
---|
2781 | |
---|
2782 | val = 0; |
---|
2783 | } |
---|
2784 | } |
---|
2785 | |
---|
2786 | if (e < 0) InvMod(res, res, F); |
---|
2787 | |
---|
2788 | h = res; |
---|
2789 | } |
---|
2790 | |
---|
2791 | void InvMod(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, const zz_pEX& f) |
---|
2792 | { |
---|
2793 | if (deg(a) >= deg(f) || deg(f) == 0) Error("InvMod: bad args"); |
---|
2794 | |
---|
2795 | zz_pEX d, t; |
---|
2796 | |
---|
2797 | XGCD(d, x, t, a, f); |
---|
2798 | if (!IsOne(d)) |
---|
2799 | Error("zz_pEX InvMod: can't compute multiplicative inverse"); |
---|
2800 | } |
---|
2801 | |
---|
2802 | long InvModStatus(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, const zz_pEX& f) |
---|
2803 | { |
---|
2804 | if (deg(a) >= deg(f) || deg(f) == 0) Error("InvModStatus: bad args"); |
---|
2805 | zz_pEX d, t; |
---|
2806 | |
---|
2807 | XGCD(d, x, t, a, f); |
---|
2808 | if (!IsOne(d)) { |
---|
2809 | x = d; |
---|
2810 | return 1; |
---|
2811 | } |
---|
2812 | else |
---|
2813 | return 0; |
---|
2814 | } |
---|
2815 | |
---|
2816 | |
---|
2817 | void MulMod(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, const zz_pEX& b, const zz_pEX& f) |
---|
2818 | { |
---|
2819 | if (deg(a) >= deg(f) || deg(b) >= deg(f) || deg(f) == 0) |
---|
2820 | Error("MulMod: bad args"); |
---|
2821 | |
---|
2822 | zz_pEX t; |
---|
2823 | |
---|
2824 | mul(t, a, b); |
---|
2825 | rem(x, t, f); |
---|
2826 | } |
---|
2827 | |
---|
2828 | void SqrMod(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, const zz_pEX& f) |
---|
2829 | { |
---|
2830 | if (deg(a) >= deg(f) || deg(f) == 0) Error("SqrMod: bad args"); |
---|
2831 | |
---|
2832 | zz_pEX t; |
---|
2833 | |
---|
2834 | sqr(t, a); |
---|
2835 | rem(x, t, f); |
---|
2836 | } |
---|
2837 | |
---|
2838 | |
---|
2839 | void PowerXMod(zz_pEX& hh, const ZZ& e, const zz_pEXModulus& F) |
---|
2840 | { |
---|
2841 | if (F.n < 0) Error("PowerXMod: uninitialized modulus"); |
---|
2842 | |
---|
2843 | if (IsZero(e)) { |
---|
2844 | set(hh); |
---|
2845 | return; |
---|
2846 | } |
---|
2847 | |
---|
2848 | long n = NumBits(e); |
---|
2849 | long i; |
---|
2850 | |
---|
2851 | zz_pEX h; |
---|
2852 | |
---|
2853 | h.SetMaxLength(F.n); |
---|
2854 | set(h); |
---|
2855 | |
---|
2856 | for (i = n - 1; i >= 0; i--) { |
---|
2857 | SqrMod(h, h, F); |
---|
2858 | if (bit(e, i)) |
---|
2859 | MulByXMod(h, h, F.f); |
---|
2860 | } |
---|
2861 | |
---|
2862 | if (e < 0) InvMod(h, h, F); |
---|
2863 | |
---|
2864 | hh = h; |
---|
2865 | } |
---|
2866 | |
---|
2867 | |
---|
2868 | void reverse(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, long hi) |
---|
2869 | { |
---|
2870 | if (hi < 0) { clear(x); return; } |
---|
2871 | if (NTL_OVERFLOW(hi, 1, 0)) |
---|
2872 | Error("overflow in reverse"); |
---|
2873 | |
---|
2874 | if (&x == &a) { |
---|
2875 | zz_pEX tmp; |
---|
2876 | CopyReverse(tmp, a, hi); |
---|
2877 | x = tmp; |
---|
2878 | } |
---|
2879 | else |
---|
2880 | CopyReverse(x, a, hi); |
---|
2881 | } |
---|
2882 | |
---|
2883 | |
---|
2884 | void power(zz_pEX& x, const zz_pEX& a, long e) |
---|
2885 | { |
---|
2886 | if (e < 0) { |
---|
2887 | Error("power: negative exponent"); |
---|
2888 | } |
---|
2889 | |
---|
2890 | if (e == 0) { |
---|
2891 | x = 1; |
---|
2892 | return; |
---|
2893 | } |
---|
2894 | |
---|
2895 | if (a == 0 || a == 1) { |
---|
2896 | x = a; |
---|
2897 | return; |
---|
2898 | } |
---|
2899 | |
---|
2900 | long da = deg(a); |
---|
2901 | |
---|
2902 | if (da == 0) { |
---|
2903 | x = power(ConstTerm(a), e); |
---|
2904 | return; |
---|
2905 | } |
---|
2906 | |
---|
2907 | if (da > (NTL_MAX_LONG-1)/e) |
---|
2908 | Error("overflow in power"); |
---|
2909 | |
---|
2910 | zz_pEX res; |
---|
2911 | res.SetMaxLength(da*e + 1); |
---|
2912 | res = 1; |
---|
2913 | |
---|
2914 | long k = NumBits(e); |
---|
2915 | long i; |
---|
2916 | |
---|
2917 | for (i = k - 1; i >= 0; i--) { |
---|
2918 | sqr(res, res); |
---|
2919 | if (bit(e, i)) |
---|
2920 | mul(res, res, a); |
---|
2921 | } |
---|
2922 | |
---|
2923 | x = res; |
---|
2924 | } |
---|
2925 | |
---|
2926 | |
---|
2927 | |
---|
2928 | static |
---|
2929 | void FastTraceVec(vec_zz_pE& S, const zz_pEXModulus& f) |
---|
2930 | { |
---|
2931 | long n = deg(f); |
---|
2932 | |
---|
2933 | zz_pEX x = reverse(-LeftShift(reverse(diff(reverse(f)), n-1), n-1)/f, n-1); |
---|
2934 | |
---|
2935 | S.SetLength(n); |
---|
2936 | S[0] = n; |
---|
2937 | |
---|
2938 | long i; |
---|
2939 | for (i = 1; i < n; i++) |
---|
2940 | S[i] = coeff(x, i); |
---|
2941 | } |
---|
2942 | |
---|
2943 | |
---|
2944 | void PlainTraceVec(vec_zz_pE& S, const zz_pEX& ff) |
---|
2945 | { |
---|
2946 | if (deg(ff) <= 0) |
---|
2947 | Error("TraceVec: bad args"); |
---|
2948 | |
---|
2949 | zz_pEX f; |
---|
2950 | f = ff; |
---|
2951 | |
---|
2952 | MakeMonic(f); |
---|
2953 | |
---|
2954 | long n = deg(f); |
---|
2955 | |
---|
2956 | S.SetLength(n); |
---|
2957 | |
---|
2958 | if (n == 0) |
---|
2959 | return; |
---|
2960 | |
---|
2961 | long k, i; |
---|
2962 | zz_pX acc, t; |
---|
2963 | zz_pE t1; |
---|
2964 | |
---|
2965 | S[0] = n; |
---|
2966 | |
---|
2967 | for (k = 1; k < n; k++) { |
---|
2968 | mul(acc, rep(f.rep[n-k]), k); |
---|
2969 | |
---|
2970 | for (i = 1; i < k; i++) { |
---|
2971 | mul(t, rep(f.rep[n-i]), rep(S[k-i])); |
---|
2972 | add(acc, acc, t); |
---|
2973 | } |
---|
2974 | |
---|
2975 | conv(t1, acc); |
---|
2976 | negate(S[k], t1); |
---|
2977 | } |
---|
2978 | } |
---|
2979 | |
---|
2980 | void TraceVec(vec_zz_pE& S, const zz_pEX& f) |
---|
2981 | { |
---|
2982 | if (deg(f) < zz_pE::DivCross()) |
---|
2983 | PlainTraceVec(S, f); |
---|
2984 | else |
---|
2985 | FastTraceVec(S, f); |
---|
2986 | } |
---|
2987 | |
---|
2988 | static |
---|
2989 | void ComputeTraceVec(const zz_pEXModulus& F) |
---|
2990 | { |
---|
2991 | vec_zz_pE& S = *((vec_zz_pE *) &F.tracevec); |
---|
2992 | |
---|
2993 | if (S.length() > 0) |
---|
2994 | return; |
---|
2995 | |
---|
2996 | if (F.method == zz_pEX_MOD_PLAIN) { |
---|
2997 | PlainTraceVec(S, F.f); |
---|
2998 | } |
---|
2999 | else { |
---|
3000 | FastTraceVec(S, F); |
---|
3001 | } |
---|
3002 | } |
---|
3003 | |
---|
3004 | void TraceMod(zz_pE& x, const zz_pEX& a, const zz_pEXModulus& F) |
---|
3005 | { |
---|
3006 | long n = F.n; |
---|
3007 | |
---|
3008 | if (deg(a) >= n) |
---|
3009 | Error("trace: bad args"); |
---|
3010 | |
---|
3011 | if (F.tracevec.length() == 0) |
---|
3012 | ComputeTraceVec(F); |
---|
3013 | |
---|
3014 | InnerProduct(x, a.rep, F.tracevec); |
---|
3015 | } |
---|
3016 | |
---|
3017 | void TraceMod(zz_pE& x, const zz_pEX& a, const zz_pEX& f) |
---|
3018 | { |
---|
3019 | if (deg(a) >= deg(f) || deg(f) <= 0) |
---|
3020 | Error("trace: bad args"); |
---|
3021 | |
---|
3022 | project(x, TraceVec(f), a); |
---|
3023 | } |
---|
3024 | |
---|
3025 | |
---|
3026 | void PlainResultant(zz_pE& rres, const zz_pEX& a, const zz_pEX& b) |
---|
3027 | { |
---|
3028 | zz_pE res; |
---|
3029 | |
---|
3030 | if (IsZero(a) || IsZero(b)) |
---|
3031 | clear(res); |
---|
3032 | else if (deg(a) == 0 && deg(b) == 0) |
---|
3033 | set(res); |
---|
3034 | else { |
---|
3035 | long d0, d1, d2; |
---|
3036 | zz_pE lc; |
---|
3037 | set(res); |
---|
3038 | |
---|
3039 | long n = max(deg(a),deg(b)) + 1; |
---|
3040 | zz_pEX u(INIT_SIZE, n), v(INIT_SIZE, n); |
---|
3041 | vec_zz_pX tmp; |
---|
3042 | SetSize(tmp, n, 2*zz_pE::degree()); |
---|
3043 | |
---|
3044 | u = a; |
---|
3045 | v = b; |
---|
3046 | |
---|
3047 | for (;;) { |
---|
3048 | d0 = deg(u); |
---|
3049 | d1 = deg(v); |
---|
3050 | lc = LeadCoeff(v); |
---|
3051 | |
---|
3052 | PlainRem(u, u, v, tmp); |
---|
3053 | swap(u, v); |
---|
3054 | |
---|
3055 | d2 = deg(v); |
---|
3056 | if (d2 >= 0) { |
---|
3057 | power(lc, lc, d0-d2); |
---|
3058 | mul(res, res, lc); |
---|
3059 | if (d0 & d1 & 1) negate(res, res); |
---|
3060 | } |
---|
3061 | else { |
---|
3062 | if (d1 == 0) { |
---|
3063 | power(lc, lc, d0); |
---|
3064 | mul(res, res, lc); |
---|
3065 | } |
---|
3066 | else |
---|
3067 | clear(res); |
---|
3068 | |
---|
3069 | break; |
---|
3070 | } |
---|
3071 | } |
---|
3072 | |
---|
3073 | rres = res; |
---|
3074 | } |
---|
3075 | } |
---|
3076 | |
---|
3077 | void resultant(zz_pE& rres, const zz_pEX& a, const zz_pEX& b) |
---|
3078 | { |
---|
3079 | PlainResultant(rres, a, b); |
---|
3080 | } |
---|
3081 | |
---|
3082 | |
---|
3083 | void NormMod(zz_pE& x, const zz_pEX& a, const zz_pEX& f) |
---|
3084 | { |
---|
3085 | if (deg(f) <= 0 || deg(a) >= deg(f)) |
---|
3086 | Error("norm: bad args"); |
---|
3087 | |
---|
3088 | if (IsZero(a)) { |
---|
3089 | clear(x); |
---|
3090 | return; |
---|
3091 | } |
---|
3092 | |
---|
3093 | zz_pE t; |
---|
3094 | resultant(t, f, a); |
---|
3095 | if (!IsOne(LeadCoeff(f))) { |
---|
3096 | zz_pE t1; |
---|
3097 | power(t1, LeadCoeff(f), deg(a)); |
---|
3098 | inv(t1, t1); |
---|
3099 | mul(t, t, t1); |
---|
3100 | } |
---|
3101 | |
---|
3102 | x = t; |
---|
3103 | } |
---|
3104 | |
---|
3105 | |
---|
3106 | |
---|
3107 | // tower stuff... |
---|
3108 | |
---|
3109 | |
---|
3110 | |
---|
3111 | void InnerProduct(zz_pEX& x, const vec_zz_p& v, long low, long high, |
---|
3112 | const vec_zz_pEX& H, long n, vec_zz_pE& t) |
---|
3113 | { |
---|
3114 | zz_pE s; |
---|
3115 | long i, j; |
---|
3116 | |
---|
3117 | for (j = 0; j < n; j++) |
---|
3118 | clear(t[j]); |
---|
3119 | |
---|
3120 | high = min(high, v.length()-1); |
---|
3121 | for (i = low; i <= high; i++) { |
---|
3122 | const vec_zz_pE& h = H[i-low].rep; |
---|
3123 | long m = h.length(); |
---|
3124 | const zz_p& w = v[i]; |
---|
3125 | |
---|
3126 | for (j = 0; j < m; j++) { |
---|
3127 | mul(s, h[j], w); |
---|
3128 | add(t[j], t[j], s); |
---|
3129 | } |
---|
3130 | } |
---|
3131 | |
---|
3132 | x.rep.SetLength(n); |
---|
3133 | for (j = 0; j < n; j++) |
---|
3134 | x.rep[j] = t[j]; |
---|
3135 | |
---|
3136 | x.normalize(); |
---|
3137 | } |
---|
3138 | |
---|
3139 | |
---|
3140 | |
---|
3141 | void CompTower(zz_pEX& x, const zz_pX& g, const zz_pEXArgument& A, |
---|
3142 | const zz_pEXModulus& F) |
---|
3143 | { |
---|
3144 | if (deg(g) <= 0) { |
---|
3145 | conv(x, g); |
---|
3146 | return; |
---|
3147 | } |
---|
3148 | |
---|
3149 | |
---|
3150 | zz_pEX s, t; |
---|
3151 | vec_zz_pE scratch; |
---|
3152 | scratch.SetLength(deg(F)); |
---|
3153 | |
---|
3154 | long m = A.H.length() - 1; |
---|
3155 | long l = ((g.rep.length()+m-1)/m) - 1; |
---|
3156 | |
---|
3157 | const zz_pEX& M = A.H[m]; |
---|
3158 | |
---|
3159 | InnerProduct(t, g.rep, l*m, l*m + m - 1, A.H, F.n, scratch); |
---|
3160 | for (long i = l-1; i >= 0; i--) { |
---|
3161 | InnerProduct(s, g.rep, i*m, i*m + m - 1, A.H, F.n, scratch); |
---|
3162 | MulMod(t, t, M, F); |
---|
3163 | add(t, t, s); |
---|
3164 | } |
---|
3165 | x = t; |
---|
3166 | } |
---|
3167 | |
---|
3168 | |
---|
3169 | void CompTower(zz_pEX& x, const zz_pX& g, const zz_pEX& h, |
---|
3170 | const zz_pEXModulus& F) |
---|
3171 | // x = g(h) mod f |
---|
3172 | { |
---|
3173 | long m = SqrRoot(g.rep.length()); |
---|
3174 | |
---|
3175 | if (m == 0) { |
---|
3176 | clear(x); |
---|
3177 | return; |
---|
3178 | } |
---|
3179 | |
---|
3180 | |
---|
3181 | zz_pEXArgument A; |
---|
3182 | |
---|
3183 | build(A, h, F, m); |
---|
3184 | |
---|
3185 | CompTower(x, g, A, F); |
---|
3186 | } |
---|
3187 | |
---|
3188 | void PrepareProjection(vec_vec_zz_p& tt, const vec_zz_pE& s, |
---|
3189 | const vec_zz_p& proj) |
---|
3190 | { |
---|
3191 | long l = s.length(); |
---|
3192 | tt.SetLength(l); |
---|
3193 | |
---|
3194 | zz_pXMultiplier M; |
---|
3195 | long i; |
---|
3196 | |
---|
3197 | for (i = 0; i < l; i++) { |
---|
3198 | build(M, rep(s[i]), zz_pE::modulus()); |
---|
3199 | UpdateMap(tt[i], proj, M, zz_pE::modulus()); |
---|
3200 | } |
---|
3201 | } |
---|
3202 | |
---|
3203 | void ProjectedInnerProduct(zz_p& x, const vec_zz_pE& a, |
---|
3204 | const vec_vec_zz_p& b) |
---|
3205 | { |
---|
3206 | long n = min(a.length(), b.length()); |
---|
3207 | |
---|
3208 | zz_p t, res; |
---|
3209 | |
---|
3210 | res = 0; |
---|
3211 | |
---|
3212 | long i; |
---|
3213 | for (i = 0; i < n; i++) { |
---|
3214 | project(t, b[i], rep(a[i])); |
---|
3215 | res += t; |
---|
3216 | } |
---|
3217 | |
---|
3218 | x = res; |
---|
3219 | } |
---|
3220 | |
---|
3221 | |
---|
3222 | |
---|
3223 | void PrecomputeProj(vec_zz_p& proj, const zz_pX& f) |
---|
3224 | { |
---|
3225 | long n = deg(f); |
---|
3226 | |
---|
3227 | if (n <= 0) Error("PrecomputeProj: bad args"); |
---|
3228 | |
---|
3229 | if (ConstTerm(f) != 0) { |
---|
3230 | proj.SetLength(1); |
---|
3231 | proj[0] = 1; |
---|
3232 | } |
---|
3233 | else { |
---|
3234 | proj.SetLength(n); |
---|
3235 | clear(proj); |
---|
3236 | proj[n-1] = 1; |
---|
3237 | } |
---|
3238 | } |
---|
3239 | |
---|
3240 | |
---|
3241 | void ProjectPowersTower(vec_zz_p& x, const vec_zz_pE& a, long k, |
---|
3242 | const zz_pEXArgument& H, const zz_pEXModulus& F, |
---|
3243 | const vec_zz_p& proj) |
---|
3244 | |
---|
3245 | { |
---|
3246 | long n = F.n; |
---|
3247 | |
---|
3248 | if (a.length() > n || k < 0 || NTL_OVERFLOW(k, 1, 0)) |
---|
3249 | Error("ProjectPowers: bad args"); |
---|
3250 | |
---|
3251 | long m = H.H.length()-1; |
---|
3252 | long l = (k+m-1)/m - 1; |
---|
3253 | |
---|
3254 | zz_pEXTransMultiplier M; |
---|
3255 | build(M, H.H[m], F); |
---|
3256 | |
---|
3257 | vec_zz_pE s(INIT_SIZE, n); |
---|
3258 | s = a; |
---|
3259 | |
---|
3260 | x.SetLength(k); |
---|
3261 | |
---|
3262 | vec_vec_zz_p tt; |
---|
3263 | |
---|
3264 | for (long i = 0; i <= l; i++) { |
---|
3265 | long m1 = min(m, k-i*m); |
---|
3266 | zz_p* w = &x[i*m]; |
---|
3267 | |
---|
3268 | PrepareProjection(tt, s, proj); |
---|
3269 | |
---|
3270 | for (long j = 0; j < m1; j++) |
---|
3271 | ProjectedInnerProduct(w[j], H.H[j].rep, tt); |
---|
3272 | if (i < l) |
---|
3273 | UpdateMap(s, s, M, F); |
---|
3274 | } |
---|
3275 | } |
---|
3276 | |
---|
3277 | |
---|
3278 | |
---|
3279 | |
---|
3280 | void ProjectPowersTower(vec_zz_p& x, const vec_zz_pE& a, long k, |
---|
3281 | const zz_pEX& h, const zz_pEXModulus& F, |
---|
3282 | const vec_zz_p& proj) |
---|
3283 | |
---|
3284 | { |
---|
3285 | if (a.length() > F.n || k < 0) Error("ProjectPowers: bad args"); |
---|
3286 | |
---|
3287 | if (k == 0) { |
---|
3288 | x.SetLength(0); |
---|
3289 | return; |
---|
3290 | } |
---|
3291 | |
---|
3292 | long m = SqrRoot(k); |
---|
3293 | |
---|
3294 | zz_pEXArgument H; |
---|
3295 | |
---|
3296 | build(H, h, F, m); |
---|
3297 | ProjectPowersTower(x, a, k, H, F, proj); |
---|
3298 | } |
---|
3299 | |
---|
3300 | |
---|
3301 | void DoMinPolyTower(zz_pX& h, const zz_pEX& g, const zz_pEXModulus& F, long m, |
---|
3302 | const vec_zz_pE& R, const vec_zz_p& proj) |
---|
3303 | { |
---|
3304 | vec_zz_p x; |
---|
3305 | |
---|
3306 | ProjectPowersTower(x, R, 2*m, g, F, proj); |
---|
3307 | |
---|
3308 | MinPolySeq(h, x, m); |
---|
3309 | } |
---|
3310 | |
---|
3311 | |
---|
3312 | void ProbMinPolyTower(zz_pX& h, const zz_pEX& g, const zz_pEXModulus& F, |
---|
3313 | long m) |
---|
3314 | { |
---|
3315 | long n = F.n; |
---|
3316 | if (m < 1 || m > n*zz_pE::degree()) Error("ProbMinPoly: bad args"); |
---|
3317 | |
---|
3318 | vec_zz_pE R; |
---|
3319 | R.SetLength(n); |
---|
3320 | long i; |
---|
3321 | for (i = 0; i < n; i++) |
---|
3322 | random(R[i]); |
---|
3323 | |
---|
3324 | vec_zz_p proj; |
---|
3325 | PrecomputeProj(proj, zz_pE::modulus()); |
---|
3326 | |
---|
3327 | DoMinPolyTower(h, g, F, m, R, proj); |
---|
3328 | } |
---|
3329 | |
---|
3330 | |
---|
3331 | void ProbMinPolyTower(zz_pX& h, const zz_pEX& g, const zz_pEXModulus& F, |
---|
3332 | long m, const vec_zz_p& proj) |
---|
3333 | { |
---|
3334 | long n = F.n; |
---|
3335 | if (m < 1 || m > n*zz_pE::degree()) Error("ProbMinPoly: bad args"); |
---|
3336 | |
---|
3337 | vec_zz_pE R; |
---|
3338 | R.SetLength(n); |
---|
3339 | long i; |
---|
3340 | for (i = 0; i < n; i++) |
---|
3341 | random(R[i]); |
---|
3342 | |
---|
3343 | DoMinPolyTower(h, g, F, m, R, proj); |
---|
3344 | } |
---|
3345 | |
---|
3346 | void MinPolyTower(zz_pX& hh, const zz_pEX& g, const zz_pEXModulus& F, long m) |
---|
3347 | { |
---|
3348 | zz_pX h; |
---|
3349 | zz_pEX h1; |
---|
3350 | long n = F.n; |
---|
3351 | if (m < 1 || m > n*zz_pE::degree()) { |
---|
3352 | Error("MinPoly: bad args"); |
---|
3353 | } |
---|
3354 | |
---|
3355 | vec_zz_p proj; |
---|
3356 | PrecomputeProj(proj, zz_pE::modulus()); |
---|
3357 | |
---|
3358 | /* probabilistically compute min-poly */ |
---|
3359 | |
---|
3360 | ProbMinPolyTower(h, g, F, m, proj); |
---|
3361 | if (deg(h) == m) { hh = h; return; } |
---|
3362 | CompTower(h1, h, g, F); |
---|
3363 | if (IsZero(h1)) { hh = h; return; } |
---|
3364 | |
---|
3365 | /* not completely successful...must iterate */ |
---|
3366 | |
---|
3367 | long i; |
---|
3368 | |
---|
3369 | zz_pX h2; |
---|
3370 | zz_pEX h3; |
---|
3371 | vec_zz_pE R; |
---|
3372 | zz_pEXTransMultiplier H1; |
---|
3373 | |
---|
3374 | |
---|
3375 | for (;;) { |
---|
3376 | R.SetLength(n); |
---|
3377 | for (i = 0; i < n; i++) random(R[i]); |
---|
3378 | build(H1, h1, F); |
---|
3379 | UpdateMap(R, R, H1, F); |
---|
3380 | DoMinPolyTower(h2, g, F, m-deg(h), R, proj); |
---|
3381 | |
---|
3382 | mul(h, h, h2); |
---|
3383 | if (deg(h) == m) { hh = h; return; } |
---|
3384 | CompTower(h3, h2, g, F); |
---|
3385 | MulMod(h1, h3, h1, F); |
---|
3386 | if (IsZero(h1)) { hh = h; return; } |
---|
3387 | } |
---|
3388 | } |
---|
3389 | |
---|
3390 | void IrredPolyTower(zz_pX& h, const zz_pEX& g, const zz_pEXModulus& F, long m) |
---|
3391 | { |
---|
3392 | if (m < 1 || m > deg(F)*zz_pE::degree()) Error("IrredPoly: bad args"); |
---|
3393 | |
---|
3394 | vec_zz_pE R; |
---|
3395 | R.SetLength(1); |
---|
3396 | R[0] = 1; |
---|
3397 | |
---|
3398 | vec_zz_p proj; |
---|
3399 | proj.SetLength(1); |
---|
3400 | proj[0] = 1; |
---|
3401 | |
---|
3402 | DoMinPolyTower(h, g, F, m, R, proj); |
---|
3403 | } |
---|
3404 | |
---|
3405 | NTL_END_IMPL |
---|