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      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:
      \(ax+by=\gcd(a,b)\),\(bx+(a\mod b)y=\gcd(b,a\mod b)\)
      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;
      }
      
      posted @ 2024-04-08 20:20  tomxi  閱讀(42)  評論(0)    收藏  舉報
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