这道题的思路是首先我们要列出一个方程:
设它们两个所走的步数为s,那么 x+ms-(y+ns)=kL ;这里k的意思是它们两个距离的差值必须是L的整数倍。
那么整理后可以得到:(n-m)*s+kL=x-y; 我们令a=n-m, b=L, d=x-y; 那么这个方程的形式不就相当于是一个扩展欧几里得的式子吗。
我们先求出 as1+bk1=gcd(a,b) 这个式子的特解,令c=gcd(a,b) ;因为原来那个式子的解肯定是这个特解的整数倍,所以如果 d%gcd(a,b)!=0 的话,那么就直接是无解的。
然后解出这个特解之后,我们对这个式子进行同时除以c然后再乘以d的操作,这样不是和原式看起来一样了吗。
但是还有一个细节,就是它这里要求的是步数,所以应该是一个正的值;
这里引用一个写的很好的文章:
欧几里得算法的拓展应用中有如下三条定理:
定理一:如果d = gcd(a, b),则必能找到正的或负的整数k和l,使d = a*x+ b*y。
定理二:若gcd(a, b) = 1,则方程ax ≡ c (mod b)在[0, b-1]上有唯一解。
定理三:若gcd(a, b) = d,则方程ax ≡ c (mod b)在[0, b/d - 1]上有唯一解。
证明:上述同余方程等价于ax + by = c,如果有解,两边同除以d,就有a/d * x + b/d * y = c/d,即a/d * x ≡ c/d (mod b/d),显然gcd(a/d, b/d) = 1,所以由定理二知道x在[0,
b/d - 1]上有唯一解。所以ax + by = c的x在[0, b/d - 1]上有唯一解,即ax ≡ c (mod b)在[0, b/d - 1]上有唯一解
如果得到ax ≡ c (mod b)的某一特解X,那么令r = b/gcd(a, b),可知x在[0, r-1]上有唯一解,所以用x
= (X % r + r) % r就可以求出最小非负整数解x了!(X % r可能是负值,此时保持在[-(r-1), 0]内,正值则保持在[0, r-1]内。加上r就保持在[1, 2r - 1]内,所以再模一下r就在[0, r-1]内了)。
虽然我感觉自己还是不是搞的十分懂,但是先把感想写下来,再慢慢琢磨。
#include<stdio.h> #include<string.h> #include<iostream> #include<algorithm> #include<vector> using namespace std; typedef __int64 ll; #define me rng_58 ll gcd(ll a,ll b){ if(b==0) return a; return gcd(b,a%b); } ll extend_gcd(ll a,ll b,ll &x,ll &y){ if(b==0){ x=1; y=0; return a; } int d=extend_gcd(b,a%b,x,y); int t=x; x=y; y=t-a/b*y; return d; } int main(){ ll x,y,m,n,L; scanf("%lld%lld%lld%lld%lld",&x,&y,&m,&n,&L); ll a,b,c,d; a=n-m; b=L; d=x-y; c=gcd(a,b); if(d%c!=0){ printf("Impossible\n"); return 0; } ll s,k; extend_gcd(a,b,s,k); s=s*d/c; printf("%d\n",(s%b+b)%b); }
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