2023.7.26(同余方程的通解与特解)

Water(扩欧求特解与通解)

题意:给容量分别为A与B的水杯,问确切喝到C水的最小操作次数

有4种操作:选一杯全喝,选一杯全部倒掉,选一杯装满,将一杯的水尽量倒到另一杯中

思路:只有Ax+By=C有解时才能确切喝到X水

裴蜀定理:如果a、b是整数,那么一定存在整数x、y使得ax+by=k*gcd(a,b)。

思路:要求x,y的特解,可以使用exgcd的板子,令c = k * gcd(A, B)则Ax + By = c;exgcd求出来的是k = 1时的特解

只要将x *= c / gcd(A, B), y *= c / gcd(A, B);此时x和y就是方程Ax + By = c的特解

这里有一个步长的概念对于x他的步长是 B / gcd(A, B), 对于y他的步长是 A / gcd(A, B)

要求最小整数解,只需要把x除上他的步长就能知道x要走多少步才能最接近0,再把x -= 步长 * 步数就可以让x最接近0,然

后在对原点附近的 (x​+t⋅步长,y​−t⋅步长)求min⁡即可得到最小整数解

cpp 复制代码
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

#define endl '\n'
#define ios ios::sync_with_stdio(false), cin.tie(nullptr), cout.tie(nullptr)
typedef pair<int, int> pr;

#define int long long
#define ll long long
#define fr(i,l,r) for(int i=l;i<=r;i++)
#define ufr(i,n,z) for(int i = n;i >= z; i--)
#define pb(x) push_back(x)
#define all(a) a.begin(),a.end()
#define fi first
#define se second

const int N = 1e6 + 10;
const int mod = 998244353, inf = LONG_LONG_MAX;
int dx[] = { 0,0,-1,0,1 }, dy[] = { 0,-1,0,1,0 };
int n, m;

int a[N];
int gcd(int a, int b) {         //辗转相除
    return !b ? a : gcd(b, a % b);
}
int exgcd(int a, int b, int& x, int& y)       //扩欧板子
{
    if (b == 0) {
        x = 1; y = 0;
        return a;  //到达递归边界开始向上一层返回
    }
    ll d = exgcd(b, a % b, y, x);
    y -= (a / b) * x;
    return d;
}
void solve()
{
    int a, b, c;
    cin >> a >> b >> c;
    if (c % gcd(a, b) != 0) {
        cout << -1 << '\n';                  //无解
    }
    else {
        int x, y;
        int d = exgcd(a, b, x, y);
        x *= c / d; y *= c / d;                    //特解(除去最大公约数乘上C)
        int dx = b / d; int dy = a / d;
        y += (x / dx) * dy;
        x -= (x / dx) * dx;       //最小整数解,只需要把x除上他的步长就能知道x要走多少步才能最接近0
        int ans = inf;
        fr(i, -10, 10) {
            int xx = x + dx * i; int yy = y - dy * i;           //通解
            ans = min(ans, max((xx + yy) << 1, (abs(xx - yy) << 1) - 1));
        }
        cout << ans << '\n';
    }
}

signed main()
{
    //    ios;
    int t = 1;
    cin >> t;
    while (t--) solve();
    return 0;
}

P1082 NOIP2012 提高组 同余方程

题意:求ax->1(mod b)的最小整数解,输入数据保证一定有解。

转变为ax=1+by,移项ax-by=1,

扩欧求的特解x/d,y/d,

通解x/d-i*(x/d/b/d)*b/d->x/d-x/b*(b/d)->x/d-i*x/d

cpp 复制代码
#include<iostream>
#define int long long
using namespace std;
int exgcd(int a, int b, int& x, int& y) {
    if (b == 0) {
        x = 1, y = 0;
        return a;
    }
    int d = exgcd(b, a % b, y, x);
    y -= (a / b) * x;
    return d;
}
signed main(){
    int a, b;
    int x, y;
    cin >> a >> b;
    exgcd(a, b, x, y);
    cout << (x % b + b) % b << '\n';
    return 0;
}
相关推荐
老牛日常随笔20 小时前
Meta 开源 8160 亿参数模型,官方给的方案是两台 Mac Studio
macos·开源
桌管小李2 天前
内网终端安全再升级|迪康端点安全 2609 版本四大新功能解读
大数据·windows·安全·macos·网络安全
情 九2 天前
Dify 本地环境搭建教程:macOS / Windows
windows·macos
2501_915918413 天前
在 Xcode 中运行和调试单元测试的完整指南
ide·vscode·macos·ios·单元测试·个人开发·xcode
Lalolander3 天前
灵基Lingee怎么下载安装?Mac 与 Win 详细指南
大数据·人工智能·科技·macos·金蝶灵基
老李IT笔记3 天前
远程取设备日志:iOS、tvOS 和 macOS 三端的同意方式不一样
macos·ios
JasonSJX3 天前
DRM-X 5.0 PDF 保护更新:Windows 与 Mac 打印保留用户水印,ZJGet iOS 版支持 PDF 阅读
macos·pdf
HackTwoHub3 天前
免 Root 安卓渗透工具 Stryker|把 Kali 装进手机!随身无线渗透工作站,内置 Nmap/Nuclei/Metasploit 全套武器库
android·linux·运维·人工智能·web安全·macos·智能手机
又見山3 天前
Obsidian 跨平台同步实测:Nutstore Sync 在 Windows、Mac、Linux、iOS、Android 全平台综合测评
windows·macos·obsidian·obsidian同步·obsidian教程·obsidian入门·obsidian笔记库搭建
庚鑫4 天前
Xcode 26.3 调试 iOS 27:从设备元数据报错到 GUI Run
ios·objective-c·xcode