青蛙约会问题:
采用欧几里得算法和拓展欧几里得算法解决该问题,算法步骤如下:
1.问题可描述为:(m-n)*t+p*L=y-x,令a=m-n,b=y-x.
a*t+p*L=b
2.于是化为解决求a * x + b * y = n的整数解的问题。
x = n' * x0 + b' * t
y = n' * y0 - a' * t(t为整数)
以下为欧几里得算法和拓展欧几里得算法的原理,引自木瓜的博客:
欧几里德算法又称辗转相除法,用于计算两个整数a,b的最大公约数。其计算原理依赖于下面的定理:
定理:gcd(a,b) = gcd(b,a mod b)
证明:a可以表示成a = kb + r,则r = a mod b
假设d是a,b的一个公约数,则有d|a, d|b,而r = a - kb,因此d|r,因此d是(b,a mod b)的公约数;
假设d 是(b,a mod b)的公约数,则d | b , d |r ,但是a = kb +r,因此d也是(a,b)的公约数;
因此(a,b)和(b,a mod b)的公约数是一样的,其最大公约数也必然相等,得证
欧几里德算法就是根据这个原理来做的,其算法用C++语言描述为:
int Gcd(int a, int b) { if(b == 0) return a; return Gcd(b, a % b); }
当然你也可以写成迭代形式:
int Gcd(int a, int b) { while(b != 0) { int r = b; b = a % b; a = r; } return a; }
扩展欧几里德算法是用来在已知a, b求解一组x,y使得a*x+b*y=Gcd(a,b)(解一定存在,根据数论中的相关定理)。扩展欧几里德常用在求解模线性方程及方程组中。下面是一个使用C++的实现:
int exGcd(int a, int b, int &x, int &y) { if(b == 0) { x = 1; y = 0; return a; } int r = exGcd(b, a % b, x, y); int t = x; x = y; y = t - a / b * y; return r; }