POJ 2429 GCD & LCM Inverse (Pollard rho整数分解+dfs枚举)
题意:给出a和b的gcd和lcm,让你求a和b。按升序输出a和b。若有多组满足条件的a和b,那么输出a+b最小的。
思路:lcm=a*b/gcd
lcm/gcd=a/gcd*b/gcd
可知a/gcd与b/gcd互质,由此我们可以先用Pollard_rho法对lcm/gcd进行整数分解,
然后对其因子进行深搜找出符合条件的两个互质的因数,然后再都乘以gcd即为输出答案。
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <algorithm>
#include <string.h>
#include <cstdlib>
#include <cmath> using namespace std;
const int maxn=;
long long lcm,gcd,n;
long long factor[maxn],fac[maxn];
long long Max;
long long aa,bb;
int cnt=,len=;
long long multi(long long a,long long b,long long mod){
long long ret=;
while(b){
if(b&){
ret=(ret+a)%mod;
}
a=a<<;
a=a%mod;
b=b>>;
}
return ret;
}
long long quickPow(long long a,long long b,long long mod){
long long ret=;
while(b){
if(b&)
ret=multi(ret,a,mod);
a=multi(a,a,mod);
b=b>>;
}
return ret;
}
bool witness(long long a,long long n){
long long m=n-;
int j=;
while(!(m&)){
j++;
m=m>>;
}
long long x=quickPow(a,m,n);
if(x==||x==n-)
return false;
while(j--){
x=multi(x,x,n);
if(x==n-)
return false;
}
return true;
}
//判定n是否为素数,若是,返回true
bool Miller_Rabin(long long n){
if(n==)
return true;
if(n< || !(n&))
return false;
for(int i=;i<;i++){
long long a=rand()%(n-)+;
if(witness(a,n))
return false;
}
return true;
}
long long Gcd(long long a,long long b){
return b==?a:Gcd(b,a%b);
} long long pollard_rho(long long n,int c){
long long x,y,d,i=,k=;
x=rand()%(n-)+;
y=x;
while(){
i++;
x=(multi(x,x,n)+c)%n;
d=Gcd((y-x+n)%n,n);
if(<d && d<n)
return d;
if(y==x)
return n;
if(i==k){
y=x;
k=k<<;
}
}
}
//对n进行质因数分解
void factorFind(long long n,int k){
if(n==)
return;
if(Miller_Rabin(n)){
factor[cnt++]=n;
return;
}
long long p=n;
while(p>=n)
p=pollard_rho(p,k--);
factorFind(p,k);
factorFind(n/p,k);
}
//dfs枚举a和b的值
void dfs(long long a,long long b,int k){
//如果目前a+b的值已经大于Max了,那么就直接return
if(a+b>=Max){
return;
}
if(k==len+){
if(a+b<Max){
Max=a+b;
aa=a;
bb=b;
}
return;
}
dfs(a*fac[k],b,k+);
dfs(a,b*fac[k],k+);
} int main()
{
long long a,b;
while(scanf("%I64d%I64d",&gcd,&lcm)!=EOF){
n=lcm/gcd;
//若n为素数的话,那aa=1,bb=lcm/gcd。
if(Miller_Rabin(n)){
//一开始WA的原因是,当gcd=1的时候,我是输出1,lcm
//后来才发现,比如1 40,输出5 8
aa=;
bb=n;
printf("%I64d %I64d\n",aa*gcd,bb*gcd);
}
else if(lcm==gcd){
printf("%I64d %I64d\n",gcd,gcd);
}
else{
cnt=;
factorFind(n,);
sort(factor,factor+cnt);
len=;
fac[]=factor[];
//这里由于对n分解质因数时,a/gcd 和 b/gcd肯定两两互质,所以先将相同的素因子先乘起来
//这样后面dfs时aa和bb肯定是两两互质的
for(int i=;i<cnt;i++){
if(factor[i]==factor[i-]){
fac[len]=fac[len]*factor[i];
}
else{
len++;
fac[len]=factor[i];
}
} //一开始RE,原因如下:
//当lcm=gcd时,n=lcm/gcd=1,那么a=fac[0]=0,n/a的时候会导致RE。。。
a=fac[];
b=;
Max=n/a+a;
aa=a;
bb=n/a;
dfs(a,b,);
if(aa>bb){
long long tmp=aa;
aa=bb;
bb=tmp;
}
printf("%I64d %I64d\n",aa*gcd,bb*gcd);
}
}
return ;
}
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