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扩展欧几里德

时间:2016-03-24 16:03:12      阅读:106      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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    证明略。在此只要求指导exgcd,并且会使用。

    欧几里德算法:现在有a=xb+y,其中a,b,x,y为整数,那么可以得到:gcd(a,b)=gcd(b,a%b)。

 代码实现:

int gcd(int a,int b)
{
    return b > 0 ? gcd(b,a%b):a;
}

  

  扩展欧几里德算法: 对于不完全为 0 的非负整数 a,b,gcd(a,b)表示 a,b 的最大公约数,必然存在无数组整

数对 x,y ,使得 gcd(a,b)=ax+by。
  证明:
  
    1,显然当 b=0,gcd(a,b)=a。此时 x=1,y=0;
 
    2,a>b>0 时
  设 ax1+ by1= gcd(a,b);  bx2+ (a mod b)y2= gcd(b,a mod b); 
  根据朴素的欧几里德原理有 gcd(a,b) = gcd(b,a mod b);
  则:ax1+ by1= bx2+ (a mod b)y2;
  即:ax1+ by1= bx2+ (a - (a / b) * b)y2=ay2+ bx2- (a / b) * by2;
  也就是ax1+ by1 == ay2+ b(x2- (a / b) *y2);
  根据恒等定理得:x1=y2; y1=x2- (a / b) *y2;
  这样我们就得到了求解 x1,y1 的方法:x1,y1 的值基于 x2,y2.
  上面的思想是以递归定义的,因为 gcd 不断的递归求解一定会有个时候 b=0,所以递归可以结束。
 
 代码实现:
int exgcd(int a,int b,int &x,int &y)
{
    if(b==0)
    {
        x=1;
        y=0;
        return a;
    }
    int r=exgcd(b,a%b,x,y);
    int t=x;
    x=y;
    y=t-a/b*y;
    return r;
}

    

  应用: 求解不定方程a*x + b*y = c;

 

  返回的r值就是gcd(a,b)。x,y的值就是方程a*x+b*y = gcd(a,b)的一组解。那么对于要求的方程,x * = c/gcd(a,b); y *= c/gcd(a,b) 现在x,y就是要求的方程的一组解。

方程的所有解:

  p = x + b/gcd(a,b) * t;

  q = y + a/gcd(a,b) * t; (t为整数)。

 

 

扩展欧几里德

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原文地址:http://www.cnblogs.com/sweat123/p/5315881.html

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