exgcd
形如求解 \(ax+by=c\) 知道 \(a,b,c\) 求解整數(shù)解 \(x,y\) 的值。
通常使用 exgcd 算法求解。
首先考慮無整數(shù)解的情況,根據(jù)貝祖定理,對于 \(a\in Z,b\in Z,c\in Z\) 如果有兩個整數(shù) \(x,y\) 滿足 \(ax+by=c\) 那么 \(c=k\times\gcd(a,b),k\in Z\)。
即:如果 \(c\mod\gcd(a,b)!=0\) 那么就無解。
如果有解,那么:
令 \(ax+by=\gcd(a,b)\),\(bx+(a\mod b)y=\gcd(b,a\mod b)\)。
因為 \(\gcd(a,b)=\gcd(b,a\mod b)\)。
所以 \(ax+by=bx+(a\mod b)y\)。
因為 \(a\mod b=a-\lfloor a/b\rfloor\times b\)。
所以原式為 \(ax+by=bx+(a-\lfloor a/b\rfloor\times b)y\)。
化簡下得:\(ax+by=bx+ay-\lfloor a/b\rfloor by\)。
也就是 \(ax+by=b(x-\lfloor a/b\rfloor y)+ay\)。
所以 \(x=y,y=x-\lfloor a/b\rfloor y\)。
但是這么做只能求出 \(ax+by=\gcd(a,b)\) 的特解,并不能求出 \(ax+by=c\) 的特解,但是因為貝祖定理得 \(c=k\times\gcd(a,b),k\in Z\) 所以將兩邊同時乘 \(c/\gcd(a,b)\) 因為 \(c\mod\gcd(a,b)=0\) 所以 \(c/\gcd(a,b)\in Z\)。
又因為 \(x,y\in Z\) 所以 \(x\times(c/\gcd(a,b))\in Z\) 同理 \(y\times(c/\gcd(a,b))\in Z\)。所以不用擔心是不是整數(shù)的問題。
模板題:
https://www.luogu.com.cn/problem/U420974
代碼:
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef __int128 ll;
ll a,b,x,y,c;
ll exgcd(ll a,ll b,ll &x,ll &y){
if(!b){
x=1,y=0;
return a;
}
ll d=exgcd(b,a%b,x,y);
ll t=x;
x=y;
y=t-(a/b)*y;
return d;
}
template<typename T>inline void rd(T&r){
r=0;char c=getchar(),m=1;
for(;!isdigit(c);c=getchar()){
if(c=='-')m=-1;
}
for(;isdigit(c);c=getchar()){
r=(r<<3)+(r<<1)+(c^48);
}
r*=m;
}
template<typename T>inline void wt(T r){
if(r<0){
putchar('-');wt(-r);return;
}
if(r>9) wt(r/10);
putchar(r%10+'0');
}
int main(){
rd(a);rd(b);rd(c);
c=-c;
ll g=exgcd(a,b,x,y);
if(c%g){
puts("-1");
return 0;
}
ll t=c/g;
wt(x*t);
putchar(' ');
wt(y*t);
putchar('\n');
return 0;
}

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