拓展中国剩余定理


因为此算法基于构造法,下面给出构造流程

推导思路

1.首先从最简单的部分入手,只考虑两个方程的情况,并将其变形为右式

2.联立方程并移项

由不定方程可知,此方程有解充要条件为:$gcd(m_1,m_2)|(c_2-c_1)$

3.对 2 中方程进行变换,通过同余的性质消去 $k_2$

4.上式同时除以 $\frac{m_1}{gcd(m_1,m_2)}$,得到下式

5.将 4 中求得式子,代回 1 中

6.对这两个式子进行推广,任意两个方程可以通过上式合并为一个方程,通过反复合并

代码实现

#include <iostream>
using namespace std;
typedef  unsigned long long ull;
typedef  __int128 ll;
ull n,m,c,gm;
ll m1,c1,m2,c2;
//ll ExCRT
ll gcd(ll a,ll b)
{
	if(b==0) return a;
	return gcd(b,a%b);
}
ll ExGcd(ll a,ll b,ll& x,ll& y)
{
	if (b==0)
	{
		x=1;
		y=0;
		return a;
	}
	ll ans=ExGcd(b,a%b,x,y);	//先计算底层x y
	ll temp=y;
	y=x-(a/b)*y;
	x=temp;
	return ans;
}
ll inv(ll a,ll p)
{
	ll x,y;
	if(ExGcd(a,p,x,y)!=1) return -1;//不符合拓展欧几里得算法
	return (x%p+p)%p;//正数化
}
ll abs(ll x)
{
	return x>0?x:-x;
}
int main()
{
	cin>>n;
	cin>>m>>c;
	m1=m,c1=c;
	for(ll i=2; i<=n; ++i)
	{
		cin>>m>>c;
		m2=m,c2=c;
		if(c1>c2)
		{
			swap(c1,c2),swap(m1,m2);
		}
		gm=gcd(m1,m2);//gcd(m1,m2);
		c1=c1+inv(m1/gm,m2/gm)*(c2-c1)*(m1/gm);
		m1=m1/gm*m2;
		c1%=m1;
	}

	cout<<ull(c1);
	return 0;
}

会被毒瘤数据卡掉

in
5
998244353 469904850
998244389 856550978
998244391 656199240
998244407 51629743
998244431 642142204
out
99999999999000019

特别感谢

扩展中国剩余定理详解


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文章作者: Anubis
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