HDU-1576-拓展的欧几里得算法/试探法

HDU-1576
要求(A/B)%9973,但由于A很大,我们只给出n(n=A%9973)(我们给定的A必能被B整除,且gcd(B,9973) = 1)。

Input
数据的第一行是一个T,表示有T组数据。
每组数据有两个数n(0 <= n < 9973)和B(1 <= B <= 10^9)。

Output
对应每组数据输出(A/B)%9973。

Sample Input
2
1000 53
87 123456789

Sample Output
7922
6060

扩展欧几里得算法

这个算法就是用来给出如下方程的整数解:

a*x+b*y=1

当然,我这里讲的是这个算法的阉割版,完整的扩展欧几里得算法可以解决ax+by=c的等式

不过这里有个大前提就是a要跟b互质(也就是GCD(a,b)=1),否则该方程无整数解

先给出代码,这里假设该函数为EXGCD(a,b,x,y),其中后面两个参数传的是引用,也就是用于做返回值的

void EXGCD(int a, int b, int &x, int &y)
{
    if(b == 0)
    {
        x = 1;
        y = 1;
        return;
    }
    int px, py;
    EXGCD(b, a%b, px, py);	//有没有觉得这里的前面两个跟GCD算法很像
    x = py;
    y = px - (a / b) * py;
}

现在解释一下这个算法:

首先,如果b=0的话,这里的a肯定是等于1的。因为在最开始的条件中要求a跟b互质,而参数a跟b的迭代事实上就是欧几里得算法的迭代(辗转相除法,对比一下上面GCD的代码),最终得到的结果肯定是1。于是此处为了让等式成立,x肯定等于1,而y就可以随便取值了

那么接着就是一般情况了。首先我们假设如下不等式已经解决:

bx'+(a%b)y'=1

这个其实就是个递归过程,我们之后就是利用递归解决的结果来还原我们要的结果。

于是等式事实上等价于:

由于a%b=a-(a/b)*b,故有: <=这一步请仔细思考为什么,然后再往下看
   bx'+(a%b)y'=1
=> bx'+(a-(a/b)*b)y'=1
=> bx'+ay'-(a/b)*by'=1
=> ay'+b[-(a/b)y'+x']=1

那么我们只需要令:

x=y'
y=-(a/b)y'+x'

就可以还原成我们需要的等式了(事实上就是根据递归的结果构造出我们需要的一个可行解)

回到计算逆元的问题

于是,我们就可以使用扩展欧几里得算法来直接求逆元了。

由于C是质数,所以二元一次不等式肯定有解。

题解:拓展的欧几里得算法有个大前提就是a要跟b互质(也就是GCD(a,b)=1),否则该方程无整数解,根据题意,输入的n=A%9973(没有输入A),A%B=0(A必能被B整除),B与9973互素(GCD(B,9973)=1)。解题过程首先是建立方程,然后才能编写程序。

设x=(A/B)%9973(x是最终想计算的值),则9973k+x=A/B(k为整数),得A=9973Bk+xB。

因为n=A%9973与A=9973Bk+xB,所以xB%9973=n,得xB=n+9973y。

故:(x/n)B+(-y/n)9973=1=GCD(B,9973),该方程有解。

#include<iostream>
using namespace std;
int EXGCD(int a, int b, int &x, int &y)
{
	if (b == 0)
	{
		x = 1;
		y = 1;
		return a; 
	}
	int px, py;
	int d=EXGCD(b, a%b, px, py);	
	x = py;
	y = px - (a / b) * py;
	return d;
}
int main() 
{
	int t, n, B;
	while (cin >> t)
	{
		while (t--)
		{
			cin >> n >> B;
			int x, y;
			int d = EXGCD(B, 9973, x, y);
			cout << (x*n % 9973 + 9973) % 9973 << endl;
		}
	}
	return 0;
}

网上的另外一个解法:试探法

题解:根据题意,输入的n=A%9973(没有输入A),A%B=0(A必能被B整除),B与9973互素(GCD(B,9973)=1)。

解题过程首先是建立方程,然后才能编写程序。

设x=(A/B)%9973(x是最终想计算的值,满足0<=x<=9972),则9973k+x=A/B(k为整数),得A=9973Bk+xB。

因为n=A%9973与A=9973Bk+xB,所以xB%9973=n,得xB=n+9973y,亦得xB-n=9973y。

故:(xB-n)%9973=0

对于上式,只需要用试探法就可以求得x。这样,程序运行速度相当快。
(摘自https://blog.csdn.net/tigerisland45/article/details/51239640)

#include <stdio.h>  
  
int main(void)  
{  
    int t, i, j;  
    long long n, b, a=9973;  
  
    scanf("%d", &t);  
    for(i=0; i<t; i++) {  
        scanf("%lld%lld", &n, &b);  
        for(j=0; j<a; j++)  
            if((j * b - n) % a == 0) {  
                printf("%d\n", j);  
                break;  
            }  
    }  
  
    return 0;  
} 

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转载自blog.csdn.net/weixin_43866317/article/details/86660624