// Marbles (弹珠) // PC/UVa IDs: 110707/10090, Popularity: B, Success rate: low Level: 1 // Verdict: Accepted // Submission Date: 2011-06-14 // UVa Run Time: 0.080s // // 版权所有(C)2011,邱秋。metaphysis # yeah dot net // // 求不定方程 n1 * x + n2 * y = n 的正整数解,且要求 x * c1 + y * c2 最小。相 // 当于求解一元线性同余式,首先根据情况判断是否有解。若有解,先求出同余式 n1 * x ≡ n // (mod n2) 的解,若 GCD(n1, n2) = 1,该同余式在模 n2 的意义下有唯一解,即扩展 // Euclid 算法输出的 x'。上述同余式的解为 n / GCD(n1, n2) * x' + k * n2 / // GCD(n1, n2),即不定方程 n1 * x + n2 * y = n,x = n / GCD(n1, n2) * x' // + k * n2 / GCD(n1, n2),若有 c1 * n2 < c2 * n1, 则 x 和 y 在保证为正整数 // 的情况下 x 越大,花费越少,若 c1 * n2 > c2 * n1,则 x 应为最小的正整数则花费较 // 少,若相等,则任意满足条件的 x,y 花费相同。为何会这样?因为假设有 M 颗弹珠,全部 // 用第一种规格的盒子装,花费是 M / n1 * c1,若用第二种规格的盒子装,则花费为 M / // n2 * c2,若有 M / n1 * c1 < M / n2 * c2,则用第一种规格的盒子越多,花费越省, // 化简可以得到:c1 * n2 < c2 * n1,反之 c1 * n2 > c2 * n1,则用第二种规格的盒 // 子越多,花费越省,若相等,则任意满足方程的非负整数 x,y 所产生的花费都是相等的。注意 // 本题中数据类型的使用,因为 1 ≤ n ≤ 2,000,000,000,所以最好使用 long long 型整 // 数以免中间计算结果出错导致 WA。 #include <iostream> #include <cmath> using namespace std; // 根据扩展的 Euclid 算法获得满足 a * x + b * y = GCD(a, b) 的 x,y。 long long gcd(long long a, long long b, long long *x, long long *y) { long long tx, ty; long long g; if (b > a) return gcd(b, a, y, x); if (b == 0) { *x = 1; *y = 0; return a; } g = gcd(b, a % b, &tx, &ty); *x = ty; *y = tx - floor(a / b) * ty; return g; } int main(int ac, char *av[]) { long long n, c1, n1, c2, n2, x, y; while (cin >> n, n) { cin >> c1 >> n1 >> c2 >> n2; long long g = gcd(n1, n2, &x, &y); // 根据一次线性同余式,若 gcd(a, n) 不能整除 b,则同余式无解。 if (n % g != 0) { cout << "failed" << endl; continue; } // 有通解。x = n2 / GCD(n1, n2) * k + n / GCD(n1, n2) * x', // y = n / GCD(n1, n2) * y' - n1 / GCD(n1, n2) * k,k 为任意整数。 // 可根据 x >= 0 和 y >= 0 求出 k 的取值范围。注意正数和负数的取低值和高 // 值,需要将其转换为单精度或双精度数后取才能获得正确的取值范围,否则是整数之 // 间的除法,可能会得到错误的取值范围。 long long lowk = ceil(-n * x / (double)n2); long long upk = floor(n * y / (double)n1); // 区间有可能为空,这是需要注意的,忽略了这点,导致了几次 WA 提交。 if (lowk > upk) { cout << "failed" << endl; continue; } // 若 c1 * n2 <= c2 * n1,此种情况下 x 越大花费越少,则 k 取上限。反 // 之 k 取下限,x 越小花费越少。等于的情况可放到任意一个情况中,因为所产生 // 的费用都是相等的。 if (c1 * n2 <= c2 * n1) { x = n2 / g * upk + n / g * x; y = n / g * y - n1 / g * upk; } else { x = n2 / g * lowk + n / g * x; y = n / g * y - n1 / g * lowk; } cout << x << " " << y << endl; } return 0; }