POJ 1061青蛙的约会(拓展欧几里德算法)
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青蛙的约会
Time Limit: 1000MS Memory Limit: 65536K
Description
两只青蛙在网上相识了,它们聊得很开心,于是觉得很有必要见一面。它们很高兴地发现它们住在同一条纬度线上,于是它们约定各自朝西跳,直到碰面为止。可是它们出发之前忘记了一件很重要的事情,既没有问清楚对方的特征,也没有约定见面的具体位置。不过青蛙们都是很乐观的,它们觉得只要一直朝着某个方向跳下去,总能碰到对方的。但是除非这两只青蛙在同一时间跳到同一点上,不然是永远都不可能碰面的。为了帮助这两只乐观的青蛙,你被要求写一个程序来判断这两只青蛙是否能够碰面,会在什么时候碰面。 我们把这两只青蛙分别叫做青蛙A和青蛙B,并且规定纬度线上东经0度处为原点,由东往西为正方向,单位长度1米,这样我们就得到了一条首尾相接的数轴。设青蛙A的出发点坐标是x,青蛙B的出发点坐标是y。青蛙A一次能跳m米,青蛙B一次能跳n米,两只青蛙跳一次所花费的时间相同。纬度线总长L米。现在要你求出它们跳了几次以后才会碰面。
Input
输入只包括一行5个整数x,y,m,n,L,其中x≠y
Output
输出碰面所需要的跳跃次数,如果永远不可能碰面则输出一行"Impossible"
Sample Input
1 2 3 4 5
Sample Output
4
思路
设经过t步后两青蛙相遇,则必满足以下等式: (x+mt)-(y+nt)=k*L(k=0,1,2....)
整理后得: (n-m)t+kL=x-y
满足欧几里德方程。
求 ax + by = c
的整数解。
- 1、先计算gcd(a,b),若c不能被gcd(a,b)整除,则方程无整数解;否则,在方程两边同时除以gcd(a,b),得到新的不定方程
a' * x + b' * y = c'
,此时gcd(a',b')=1; - 2、利用欧几里德算法求出方程
a' * x + b' * y = 1
的一组整数解x0
,y0
,则c' * x0
,c' * y0
是方程a' * x + b' * y = c'
的一组整数解; - 3、根据数论中的相关定理,可得方程
a' * x + b' * y = c'
的所有整数解为:x = c' * x0 + b' * t
y = c' * y0 - a' * t
(t为整数).上面的解也就是a * x + b * y = c
的全部整数解。
#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstdio>
__int64 gcd(__int64 a,__int64 b)
{
return b?gcd(b,a%b):a;
}
void extgcd(__int64 a,__int64 b,__int64 &x,__int64 &y)
{
if (!b)
{
x = 1;
y = 0;
}
else
{
extgcd(b,a%b,y,x);
y -= x*(a/b);
}
}
int main()
{
//freopen("input.txt","r",stdin);
//freopen("output.txt","w",stdout);
__int64 x,y,m,n,L;
while (~scanf("%I64d%I64d%I64d%I64d%I64d",&x,&y,&m,&n,&L))
{
__int64 a,b,c,g,k1,k2,t;
a = n-m;
b = L;
c = x - y;
g = gcd(a,b);
if (c % g)
{
printf("Impossible\n");
}
else
{
a /= g;
b /= g;
c /= g;
extgcd(a,b,k1,k2);
t = -c*k1/b;
k1 = c*k1+t*b; //注释
if (k1 < 0)
{
k1 += b;
}
printf("%I64d\n",k1);
}
}
return 0;
}
/*注 1:此时方程的所有解为:x=c*k1:+b*t,x的最小的可能值是0,令x=0可求出当x最小时的t的取值,但由于x=0是可能的最小取值,实际上可能x根本取不到0,
那么由计算机的取整除法可知:由 t=-c*k1/b算出的t,代回x=c*k1+b*t中,求出的x可能会小于0,此时令t=t+1,求出的x必大于0;如果代回后x仍是大于等于0的,
那么不需要再做修正。*/
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