青蛙的约会
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Description
两只青蛙在网上相识了,它们聊得很开心,于是觉得很有必要见一面。它们很高兴地发现它们住在同一条纬度线上,于是它们约定各自朝西跳,直到碰面为止。可是它们出发之前忘记了一件很重要的事情,既没有问清楚对方的特征,也没有约定见面的具体位置。不过青蛙们都是很乐观的,它们觉得只要一直朝着某个方向跳下去,总能碰到对方的。但是除非这两只青蛙在同一时间跳到同一点上,不然是永远都不可能碰面的。为了帮助这两只乐观的青蛙,你被要求写一个程序来判断这两只青蛙是否能够碰面,会在什么时候碰面。
我们把这两只青蛙分别叫做青蛙A和青蛙B,并且规定纬度线上东经0度处为原点,由东往西为正方向,单位长度1米,这样我们就得到了一条首尾相接的数轴。设青蛙A的出发点坐标是x,青蛙B的出发点坐标是y。青蛙A一次能跳m米,青蛙B一次能跳n米,两只青蛙跳一次所花费的时间相同。纬度线总长L米。现在要你求出它们跳了几次以后才会碰面。
我们把这两只青蛙分别叫做青蛙A和青蛙B,并且规定纬度线上东经0度处为原点,由东往西为正方向,单位长度1米,这样我们就得到了一条首尾相接的数轴。设青蛙A的出发点坐标是x,青蛙B的出发点坐标是y。青蛙A一次能跳m米,青蛙B一次能跳n米,两只青蛙跳一次所花费的时间相同。纬度线总长L米。现在要你求出它们跳了几次以后才会碰面。
Input
输入只包括一行5个整数x,y,m,n,L,其中x≠y < 2000000000,0 < m、n < 2000000000,0 < L < 2100000000。
Output
输出碰面所需要的跳跃次数,如果永远不可能碰面则输出一行"Impossible"
Sample Input
1 2 3 4 5
Sample Output
4
先秀一张图片
言归正传 这题是我的博客数论之扩展欧几里德中提到的例题。
设青蛙跳的次数为 s 步,则青蛙 A,B 相遇必须满足
( x+m*s ) - ( y+n*s ) =k*L
k表示它们在第几圈相遇。
方程变形
将括号展开,得到:
x-y + m*s-n*s = k*L;
移项,合并同类项,得到:
x-y=k*L+s*(n-m)
设 a=n-m,b=L,c=x-y,得到:
a*s+b*k=c
这不就是标准的扩展欧几里德吗!!!
于是,该题变身成求不定方程 a*s+b*k=c 中 s 的最小非负整数解
代码 丑代码
1 #include <cstdio> 2 #include <cmath> 3 using namespace std; 4 long long x,y,m,n,l,a,b,c,d,p,q; 5 6 long long gcd(long long x,long long y) 7 { 8 return (!y)?x:gcd(y,x%y); 9 } 10 11 void exgcd(long long a,long long b,long long &x,long long &y) 12 { 13 if(b==0) 14 { 15 x=1;y=0;return ; 16 } 17 exgcd(b,a%b,x,y); 18 long long t=x; 19 x=y;y=t-a/b*y; 20 return ; 21 } 22 23 int main() 24 { 25 while(~scanf("%d%d%d%d%d",&x,&y,&m,&n,&l)) 26 { 27 a=n-m;b=l;c=x-y;d=gcd(a,b); 28 if(c%d!=0) 29 { 30 puts("Impossible");continue; 31 } 32 a/=d;b/=d;c/=d; 33 exgcd(a,b,p,q); 34 p*=c; 35 long long t=p%abs(b); 36 while(t<0)t+=abs(b); 37 printf("%lld",t); 38 } 39 return 0; 40 }
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