• AcWing 204. 表达整数的奇怪方式 (线性同余方程组)打卡


    给定2n个整数a1,a2,,ana1,a2,…,an和m1,m2,,mnm1,m2,…,mn,求一个最小的整数x,满足i[1,n],xmi(mod ai)∀i∈[1,n],x≡mi(mod ai)。

    输入格式

    第1行包含整数n。

    第2..n行:每i+1行包含两个整数aiai和mimi,数之间用空格隔开。

    输出格式

    输出整数x,如果x不存在,则输出-1。

    数据范围

    1ai23111≤ai≤231−1,
    0mi<ai0≤mi<ai

    输入样例:

    2
    8 7
    11 9
    

    输出样例:31




    题意:求出同时满足所有式子要求的最小整数x,如果不存在输出-1
    思路:首先没说m互相互质,所以这不是中国剩余定理,这是线性同余方程组问题

    这里摘抄一位大佬的

    中国剩余定理,又名孙子定理o(*≧▽≦)ツ

     

    能求解什么问题呢?

    问题:

    一堆物品

    3个3个分剩2个

    5个5个分剩3个

    7个7个分剩2个

    问这个物品有多少个

     

     

    解这题,我们需要构造一个答案

    我们需要构造这个答案

    5*7*inv(5*7,  3) % 3  =  1

    3*7*inv(3*7,  5) % 5  =  1

    3*5*inv(3*5,  7) % 7  =  1

    这3个式子对不对

    显然这里就要用到线性同余方程用扩欧来求解

     

    然后两边同乘你需要的数

    2 * 5*7*inv(5*7,  3) % 3  =  2

    3 * 3*7*inv(3*7,  5) % 5  =  3

    2 * 3*5*inv(3*5,  7) % 7  =  2

     

    令 

    a = 2 * 5*7*inv(5*7,  3) 

    b = 3 * 3*7*inv(3*7,  5) 

    c = 2 * 3*5*inv(3*5,  7) 

    那么

    a % 3 = 2

    b % 5 = 3

    c % 7 = 2

    其实答案就是a+b+c

    因为

    a%5 = a%7 = 0 因为a是5的倍数,也是7的倍数

    b%3 = b%7 = 0 因为b是3的倍数,也是7的倍数

    c%3 = c%5 = 0 因为c是3的倍数,也是5的倍数

    所以

    (a + b + c) % 3 = (a % 3) + (b % 3) + (c % 3) = 2 + 0 + 0 = 2

    (a + b + c) % 5 = (a % 5) + (b % 5) + (c % 5) = 0 + 3 + 0 = 3

    (a + b + c) % 7 = (a % 7) + (b % 7) + (c % 7) = 0 + 0 + 2 = 2

    你看你看,答案是不是a+b+c(。・ω・)ノ゙,完全满足题意

    但是答案,不只一个,有无穷个,每105个就是一个答案(105 = 3 * 5 * 7)

     

    根据计算,答案等于233,233%105 = 23

    如果题目问你最小的那个答案,那就是23了

    结论:因为我要同时满足多个式子的要求,那么我们来一个一个来满足,当前的余数我就用其他数来拼凑

    因为是其他数的乘积,那么其他数mod的话都会等于0,然后只有当前数会有余数,这样就能得出一个其他所有数mod等于0,满足当前数余数要求的数了

    然后我们用这个方法给每个数都求一个这样的数,然后求和,那么就能满足所有数的要求了,当然这只限于两两互质情况

    不互质的中国剩余定理  -  线性同余方程组

    首先为什么要互质呢

    因为如果化简成最简质因子的话,如果有相同质因子,那么有可能会mod成0,那么我们也不能借用来获取自己想要的数了

    如  

    {

    x = 2 mod 4

    x = 3 mod 6

    x = 4 mod 8

    }

    6*8%4 = 0 ,所以就不行了

     

    这里我们要用线性同余方程组,来两两合并,最后化简成一个来得出答案

    然后我们就可以得出推导式

    #include<cstdio>
    #include<string>
    #include<cstring>
    #include<cmath>
    #include<iostream>
    #include<algorithm>
    #include<map>
    #include<vector>
    #define LL long long
    using namespace std;
    LL m[1000],r[1000];
    void ex_gcd(LL a,LL b,LL &d,LL &x,LL &y)
    {
        if(b==0){ x=1;y=0;d=a;return ;}
        ex_gcd(b,a%b,d,y,x);  y-=x*(a/b);
    }
    LL gcd(LL a,LL b)
    {
        return b==0?a:gcd(b,a%b);
    }
    LL ex_CRT(int n)
    {
        LL a,b,c,c1,c2,x,y,d,N;
        a=m[1];  c1=r[1];
        for(int i=2;i<=n;i++){
            b=m[i];c2=r[i]; c=c2-c1;
            ex_gcd(a,b,d,x,y);
            if(c%d)  return -1;
            LL b1=b/d;//转移式
            x=((c/d*x)%b1+b1)%b1;//
            c1=a*x+c1; a=a*b1;//
        }
        /*if(c1==0){
            c1=1; for(int i=1;i<=n;i++) c1=c1*m[i]/gcd(c1,m[i]);  //如果题目要求要正整数,那么加上一个所有数的最小公倍数
        }*/
        return c1;
    }
    int main()
    {
        int T,n,Case=0;
        scanf("%d",&n);
        
        for(int i=1;i<=n;i++)  scanf("%lld%lld",&m[i],&r[i]);
       // LL c1=1; for(int i=1;i<=n;i++) c1=c1*m[i]/gcd(c1,m[i]);
        printf("%lld
    ",ex_CRT(n));
        return 0;
    }
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/Lis-/p/11087856.html
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