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P3953 [NOIP2017 提高組] 逛公園

太慚愧了。我把擴歐給忘了,加緊補救一下。

擴歐用來解決形如 \(ax+by=mg,g=gcd(a,b)\) 的特解 \(x,y\) 的演算法。首先我們知道假如我們求出了 \(x',y'\) 滿足 \(ax'+by'=g\) ,那麼必然有特解 \(x=mx',y=my'\) ,於是就把問題一般化了。

考慮歐幾里得輾轉相除法最後肯定會有 \(a=g,b=0\) 的情況,那麼此時則有 \(x=1,y=0\) 這組解,畢竟 \(1g+0y=g\) 恆成立。接下來考慮其它情況:

上一層返回的答案 \(x',y'\) 肯定滿足 \(x'b+y'(a\%b)=g\) 。那麼:

\[xa+yb=x'b+y'(a\%b)=g \] \[xa+yb=x'b+y'(a-a/b\times b)=g \] \[xa+yb=x'b+y'a+y'(-a/b\times b)=g \] \[xa+yb=x'b+y'a+(-y'\times a/b)b=g \] \[xa+yb=y'a+(-y'\times a/b+x')b=g \]

也就是說, \(x=y',y=-y'\times a/b+x'\)

一定是滿足我們的要求的。到此推導完畢。

另外就是求出特解 \(x0,y0\) 之後,可以發現 \(\forall x=x0+rb,y=y0-ra\) ,都滿足等式,這樣我們就可以不重不漏地獲得所有整數解了。

code:

#include<cstdio>
#define zczc
#define int long long
inline void read(int &wh){
    wh=0;int f=1;char w=getchar();
    while(w<'0'||w>'9'){if(w=='-')f=-1;w=getchar();}
    while(w<='9'&&w>='0'){wh=wh*10+w-'0';w=getchar();}
    wh*=f;return;
}

int x,y;
void exgcd(int a,int b){
	if(b==0){x=1,y=0;return;}
	exgcd(b,a%b);
	int xx=x,yy=y;
	x=yy,y=xx-a/b*yy;//不能寫"xx-yy*a/b"
}

signed main(){
	
	#ifdef zczc
	freopen("in.txt","r",stdin);
	#endif
	
	int a,b;
	read(a);read(b);
	exgcd(a,b);
	printf("%lld",(x%b+b)%b);
	
	return 0;
}