首先、扩展欧几里得定理:对于两个不全为0的整数a、b,必存在一组解x,y,使得ax+by==gcd(a,b);

void exgcd(long long  a, long long b, long long & d, long long& x, long long& y)  
{  
    if (!b)  
    {  
        d = a;  
        x = 1;  
        y = 0;  
    }  
    else  
    {  
        exgcd(b,a%b,d,y,x);  
        y -= x *(a/b);  
    }  
}  

我个人觉得第一次看到这个程序你会有以上两个不明白的地方(见注释),下面我分别解释

不明处1:由扩展欧几里得定理:ax+by==gcd(a,b)—式1,而此时b==0,也就是说gcd(a,0)==a。原式变为ax+by==a –>
x==1,y==0。应该够清楚了吧

不明处2:这里先说明一下我的一些规则,x,y表示第一次递归时的值,x1,y1表示第二次递归时的值。那么

gcd(a,b)==gcd(b,a%b),同时都代入式1,有ax+by==bx1+(a%b)y1。将右边变形一下

bx1+(a%b)y1==bx1+(a-(a/b)b)y1==ay1+b(x1-(a/b)y1),最终得到ax+by==ay1+b(x1-(a/b)*y1)

也就是说,上一深度的x等于下一深度的y1,上一深度的y等于下一深度的x1-(a/b)*y1。 需要注意,上面推导时用的除法都是整型除法

到这里为止,我们便得到了不定式ax+by==gcd(a,b)的一组解,x、y。

那么对于一般的不定式ax+by==c,它的解应该是什么呢。很简单,x1=x(c/gcd(a,b)),y1=y(c/gcd(a,b))。很好理解吧~

再深入一点,就解出这么一组解其实一般来说是解决不了什么问题的。没有哪个ACM的题这么简单吧。。。比如我们现在要得到所有的解,那么这所有的解究竟是什么呢?

直接说吧,假设d=gcd(a,b). 那么x=x0+b/dt; y=y0-a/dt;其中t为任意常整数。

这个是怎么推导出来的,说实话我也不知道,就先这么记着吧!

好了,说了这么多,光说不练也无济于事

先做一个最简单的题目,pku 1061青蛙的约会

先说一下大概题意:有两只青蛙,一只在坐标x,另一直在坐标y,青蛙x一次跳跃可以前进m单位距离,青蛙y一次跳跃可以前进n单位的距离,两青蛙都在同一纬度,该纬度长度为L。两只青蛙同方向同时跳啊跳,问你最少跳多少次,它们才可以相遇,如果不能相遇,输出impossble

分析:假设跳了T次以后,青蛙1的坐标便是x+mT,青蛙2的坐标为y+nT。它们能够相遇的情况为(x+mT)-(y+nT)==P*L,其中P为某一个整数,变形一下

得到(n-m)T+PL==x-y
我们设a=(n-m),b=L,c=x-y,T=x,P=y.于是便得到ax+by==c。激动啊,这不就是上面一样的式子吗~

直接套用扩展欧几里得函数,得到一组解x,y。由于问题是问最少跳多少次,于是只有x是我们需要的信息。那么再想,x是最小的吗?

答案是可能不是!那么如何得到最小解呢? 我们考虑x的所有解的式子:
x=x0+b/dt。x0是我们刚刚求到的,很显然右边是有个单调函数,当t为某一个与x正负性质相反的数时,可以得到最小的x。
令x的正负性质为正,那么x=x0-b/d
t1
(t1==-t)。令x==0,那么t=x0d/b,最小的x等于x0减去tb/d。这里得到的x可能是负数,如果是负数,我们再为它加上一个b/d即是所求答案了!

#include<iostream>
#include<string>
#include<cmath>
#include<algorithm>
usingnamespace std;

__int64 x,y,a,b,c,d;
__int64 n,m,X,Y,L;

__int64 gcd(__int64 a,__int64 b)
{
    __int64 t,d;
    if(b==0)
    {
        x=1;
        y=0;
        return a;
    }
    d=gcd(b,a%b);
    t=x;
    x=y;
    y=t-(a/b)*y;
    return d;
}

int main()
{
    while(scanf("%I64d%I64d%I64d%I64d%I64d",&X,&Y,&m,&n,&L)==5)
    {
        a=n-m;
        b=L;
        c=X-Y;
        d=gcd(a,b);
        if(c%d!=0)
        {
            printf("Impossible\n");
            continue;
        }
        x=x*(c/d);
        y=y*(c/d);

        /*通解:
        x1=x+b/d*t;
        y1=y-a/d*t;
        t为任意整数
        */
        //找最小的x1,即求x+b/d*t最小,那么只有t为某一个数时才最小
        //显然t必须与x正负相反才有最小,那么就看做x-b/d*t,这个式子的最小值便是t=x/(b/d)时,注意这是整型除法
        __int64 k=x*d/b;
        k=x-k*b/d;
        if(k<0)
            k+=b/d;
        printf("%I64d\n",k);
    }
    return0;
}

转自: http://www.cnblogs.com/ka200812/archive/2011/09/02/2164404.html