板子|扩展欧几里得算法证明(exgcd)

总结 学了gcd,肯定得把exgcd学了,不然,我怎么学中国剩余定理。
证明 O( log n ) 前提条件:d==gcd(a,b)
问题:ax+by=d,求x和y的通解
那么我们先建立一个方程组
A:ax1 + by1= d ==gcd(a,b)
B:bx2 + a%by2= d ==gcd(b,a%b)
B方程式展开:bx2 + ( a - a / b * b ) * y2=d
括号打开再合并:ay2 + b * ( x2 - a / b * y2 ) = d
所以:
x1=y2
y1=x2 - a / b * y2
不断递归下去到头
ax + 0*y = gcd(a,0);
所以x=1,y=0;
ax+by=c
如果 d | c 一定有解,否则一定无解
注意1:
exgcd求得是c == d的x,y
x= x * c/d, y = y * c/d;
这里才是正式的ax+by=c的x与y的一组解。
【板子|扩展欧几里得算法证明(exgcd)】注意2:
exgcd求到得x,可能为负数,所以不断得加最小系数k1和减去k2
a * ( x + k1 )+ b * ( y - k2 )=d
展开后,保证a * k1==b * k2 == lcm(a,b)
所以 k1= lcm(a,b) / a , k2 = lcm(a,b)/b;
然后加成正数就行,但是不是最小正数,x>=k1,就得不断减去k1
代码

///第一步:先求exgcd的,x,y ///第二步:看是否需要加系数k1,k2 int exgcd(int a,int b,int &x1,int &y1)///求到c==gcd的一个x与y的解 { if(b==0) { x1=1,y1=0; return a; } int x2,y2; int gcd=exgcd(b,a%b,x2,y2); x1=y2,y1=x2-a/b*y2; return gcd; } x=(x%k1+k1)%k1; ///这一步才是最小的正整数x,x>=k1,要降,x<0,要增加。

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