POJ1061 青蛙的约会 扩展欧几里得

题目连接:http://poj.org/problem?id=1061


分析:我们可以把经度线看成一个圆,假设两只青蛙跳了t步后相遇,那么此时青蛙A的坐标为x+mt,B是坐标为y+nt,并且满足:x+mt-y-nt=pL(其中p为正整数),整理一下得到:(n-m)t+pL=x-y,其中L>0.

设n-m=A,x-y=B,求满足At+Lp=B的最小t(t>0),即求一次同余方程At≡B(mod L)的最小整数解。具体求解分以下3步:

(1)写出方程At+Lp=B,用扩展欧几里得求解,即exgcd(n-m,L,&x,&y),这时的X是一个解,但不是最后的解;

(2)若(x-y)%gcd(n-m,L)==0,则方程有解;

(3)有解后,设M=gcd(n-m,L),X=X(x-y)/M;然后( X%(L/M)+(L/M) )%(L/M)即为最后的解,也就是本题的t值。


实现代码如下:

#include <cstdio>
#include <iostream>
using namespace std;
typedef long long LL;
LL exgcd(LL m,LL &x,LL n,LL &y)
{
    LL x1,y1,x0,y0;
    x0=1;x1=0;
    y0=0;y1=1;
    LL r=(m%n+n)%n;
    LL t=(m-r)/n;
    x=0;y=1;
    while(r)
    {
        x=x0-t*x1;
        y=y0-t*y1;
        x0=x1;y0=y1;
        x1=x;y1=y;
        m=n;n=r;r=m%n;
        t=(m-r)/n;
    }
    return n;
}
int main()
{
    int yy;
    LL r,t;
    LL x,y,m,n,l;
    LL a,b,c;
    cin>>x>>y>>m>>n>>l;
    LL tmp=exgcd(n-m,a,l,b);
    if((x-y)%tmp||m==n)
      cout<<"Impossible"<<endl;
    else
    {
        LL s=l/tmp;
        a=a*((x-y)/tmp);
        a=(a%s+s)%s;
        cout<<a<<endl;
    }
    return 0;
}

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