同余和矩阵乘法
创始人
2024-04-03 08:21:13

同余:扩展欧几里得算法

已知GCD(a,b)=d

可求a*x+b*y=d x和y是要求的

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大致的问题 a*x同余b(mod c)等价于a*x+c*y=b

模板

int exgcd(int a,int b,int &x,int &y)//拓展欧几里得求ax+by=d的方程
{if(!b){x=1,y=0;return a;}int d=exgcd(b,a%b,y,x);y-=a/b*x;return d;
}

1.同余方程

203. 同余方程 - AcWing题库

ax=1(mod b)转化为ax+by=1,则直接用拓展欧几里得算法即可求x,y,最小x解为x0%b

#include 
using namespace std;
typedef long long ll;
int exgcd(int a,int b,int &x,int &y)
{if(!b){x=1,y=0;return a;}int d=exgcd(b,a%b,y,x);y-=a/b*x;return d;
}
int main()
{int a,b;cin>>a>>b;int x,y;exgcd(a,b,x,y);cout<<(x%b+b)%b<

2.青蛙的约会

222. 青蛙的约会 - AcWing题库

然后用扩展欧几里得算法就可以得到任意一组解 然后是求x的最小解 并且x是不等于0 的

则最小的x为x0%(l/d)

#include
using namespace std;
typedef long long ll;
ll exgcd(ll a,ll b,ll &x,ll &y)//拓展欧几里得求ax+by=d的方程
{if(!b){x=1,y=0;return a;}ll d=exgcd(b,a%b,y,x);y-=a/b*x;return d;
}
int main()
{ll a,b,n,m,l;cin>>a>>b>>m>>n>>l;ll x,y;ll d=exgcd(m-n,l,x,y);if((b-a)%d) puts("Impossible");//假如b-a不是公约数else{x*=(b-a)/d;//将x扩大相应的倍数ll t=abs(l/d);//将d除过来,让右边为1,才能用t0%b为最小这个定里cout<<((x%t)+t)%t<

 3.最幸运的数字

202. 最幸运的数字 - AcWing题库

bb5ec626284c4d3f9a19b004f938e3ae.png

#include
using namespace std;
typedef long long ll;
ll get_euler(ll c)//获取一个数的欧拉数
{ll res=c;for(ll i=2;i<=c/i;i++)if(c%i==0){while(c%i==0) c/=i;res=res/i*(i-1);//套欧拉函数的公式}if(c>1) res=res/c*(c-1);return res;
}
ll qmul(ll a,ll k,ll p)//龟速乘
{ll res=0;while(k){if(k&1) res=(res+a)%p;a=(a+a)%p;k>>=1;}return res;
}
ll qmi(ll a,ll k,ll p)//快速幂
{ll res=1;while(k){//res=(__int128_t)res*a%p也行if(k&1) res=qmul(res,a,p);//因为乘法会爆ll,所以用龟速乘//a=(__int128_t)a*a%p也行a=qmul(a,a,p);//因为乘法会爆ll,所以用龟速乘k>>=1;}return res;
}
int main()
{int T=1;ll l;while(cin>>l,l){int d=1;while(l%(d*2)==0&&d*2<=8) d*=2;ll c=9*l/d;//获取要整除的Cll phi=get_euler(c);//获取他的欧拉数ll res=1e18;if(c%2==0||c%5==0) res=0;//假如跟10不互质,则没答案for(ll d=1;d*d<=phi;d++)//枚举欧拉数的所有约数if(phi%d==0)//假如这个是约数了{if(qmi(10,d,c)==1) res=min(res,d);//判断符不符合条件if(qmi(10,phi/d,c)==1) res=min(res,phi/d);//判断符不符合条件}printf("Case %d: %lld\n",T++,res);}return 0;
}

 4.曹冲养猪

信息学奥赛一本通(C++版)在线评测系统

中国剩余定理

15065e552653434580794e16c3627044.png

#include
using namespace std;
typedef long long ll;
const int N=11;
int A[N],B[N];
int n;
ll exgcd(ll a,ll b,ll &x,ll &y)//用扩展欧几里得求逆元
{if(!b){x=1,y=0;return a;}ll d=exgcd(b,a%b,y,x);y-=a/b*x;return d;
}
int main()
{cin>>n;ll M=1,res=0;for(int i=0;i

 矩阵乘法

1.斐波那契前 n 项和

1303. 斐波那契前 n 项和 - AcWing题库

f4a53426c1c8427ba212ecb272ab2ad3.png

035814d54328478695b1134a6aec02ee.png

这里也可以定义为Fn=[fn-1,fn]

详细 

#include
using namespace std;
typedef long long ll;
const int N=3;
int n,m;
void mul(int c[],int a[],int b[][N])
{int temp[N]={0};for(int i=0;i>n>>m;int f1[N]={1,1,1};//f1为1时的矩阵int a[N][N]={{0,1,0},{1,1,1},{0,0,1}};//a矩阵n--;//求Fn-1while(n){if(n&1) mul(f1,f1,a);//res=res*amul(a,a,a);//a=a*a;n>>=1;}cout<

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