模板—扩展GCD*2
2024-09-06 14:48:16
有必要重新学一下扩展GCD emmmm。
主要是扩展GCD求解线性同余方程$ax≡b (mod p)$。
1.方程有解的充分必要条件:b%gcd(a,p)=0。
证明:
- $ax-py=b$
- 由于求解整数解,ax是gcd(a,p)的整数倍,py也是,所以b是gcd(a,p)的整数倍。
2.扩展GCD模板
int exgcd(int a,int b,int &x,int &y)
{
if(b==0){x=1,y=0;return a;}//注意x,y的赋值。
int gcd=exgcd(b,a%b,x,y),t=x;
x=y;y=t-a/b*y;
return gcd;
}
3.求解线性同余方程:
扩展欧几里得可以求解形如$ax-py=b$的解。
方程可化为$ax≡b (mod p)$,注意b和p的位置。
令t=gcd(a,p)。方程可化为$\frac {a}{t}x-\frac{p}{t}y=\frac{b}{t}$。exgcd求出$\frac {a}{t}x-\frac{p}{t}y=1$的一组特解x,y。$x*=b/t,y*=b/t$即可求出一组解。
而要求最小整数解,可以发现如果x减p,y加a等式仍然成立,所以最小整数解为(x%p+p)%p.
int GCD(int a,int b){return !b?a:GCD(b,a%b);}
int exgcd(int a,int b,int &x,int &y)
{
if(b==0){x=1,y=0;return a;}
int gcd=exgcd(b,a%b,x,y),t=x;
x=y;y=t-a/b*y;
return gcd;
}
int fcc(int a,int b,int p)
{
int x,y,t=GCD(a,p);
if(b%t)return -1;
int tem=b/t;a/=t,p/=t;
exgcd(a,p,x,y);
x*=tem,y*=tem;
return (x%p+p)%p;
}
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