POJ 1006 中国剩余定理

POJ1006: 中国剩余定理的完美演绎

问题描述
人自出生起就有体力，情感和智力三个生理周期，分别为23，28和33天。一个周期内有一天为峰值，在这一天，人在对应的方面（体力，情感或智力）表现最好。通常这三个周期的峰值不会是同一天。现在给出三个日期，分别对应于体力，情感，智力出现峰值的日期。然后再给出一个起始日期，要求从这一天开始，算出最少再过多少天后三个峰值同时出现。

问题分析
首先我们要知道，任意两个峰值之间一定相距整数倍的周期。假设一年的第N天达到峰值，则下次达到峰值的时间为N+Tk(T是周期，k是任意正整数)。所以，三个峰值同时出现的那一天(S)应满足

  S = N1 + T1*k1 = N2 + T2*k2 = N3 + T3*k3

N1,N2,N3分别为为体力，情感，智力出现峰值的日期， T1，T2,T3分别为体力，情感，智力周期。 我们需要求出k1,k2,k3三个非负整数使上面的等式成立。

本题难点不在编程，而是分析题目并转化为数学公式
要引入本题解法，先来看一个故事 “韩信点兵”：
传说西汉大将韩信，由于比较年轻，开始他的部下对他不很佩服。有一次阅兵时，韩信要求士兵分三路纵队，结果末尾多2人，改成五路纵队，结果末尾多3人，再改成七路纵队，结果又余下2人，后来下级军官向他报告共有士兵2395人，韩信立即笑笑说不对（因2395除以3余数是1，不是2），由于已经知道士兵总人数在2300~2400之间，所以韩信根据23，128，233，——，每相邻两数的间隔是105（3、5、7的最小公倍数），便立即说出实际人数应是2333人（因2333=128+20χ105+105，它除以3余2，除以5余3，除以7余2）。这样使下级军官十分敬佩，这就是韩信点兵的故事。

韩信点兵问题简化：已知 n%3=2, n%5=3, n%7=2, 求n。

再看我们这道题，读入p,e,i,d 4个整数
已知(n+d)%23=p; (n+d)%28=e; (n+d)%33=i ,求n 。

两道题是一样的。但是韩信当时计算出结果的？
韩信用的就是“中国剩余定理”，《孙子算经》中早有计算方法，大家可以查阅相关资料。
“韩信点兵”问题计算如下：
因为n%3=2, n%5=3, n%7=2 且 3，5，7互质 （互质可以直接得到这三个数的最小公倍数）
令x= n%3=2 ， y= n%5=3 ，z= n%7=2
使5×7×a被3除余1，有35×2=70，即a=2；
使3×7×b被5除余1，用21×1=21，即b=1；
使3×5×c被7除余1，用15×1=15，即c=1。
那么n =（70×x+21×y+15×z）%lcm(3,5,7) = 23 这是n的最小解
而韩信已知士兵人数在2300~2400之间，所以只需要n+i×lcm(3,5,7)就得到了2333，此时i=22

同样，这道题的解法就是：
已知(n+d)%23=p; (n+d)%28=e; (n+d)%33=i
使33×28×a被23除余1，用33×28×8=5544；
使23×33×b被28除余1，用23×33×19=14421；
使23×28×c被33除余1，用23×28×2=1288。
因此有（5544×p+14421×e+1288×i）% lcm(23,28,33) =n+d
又23、28、33互质，即lcm(23,28,33)= 21252;
所以有n=（5544×p+14421×e+1288×i-d）%21252
本题所求的是最小整数解，避免n为负，因此最后结果为n= [n+21252]% 21252
那么最终求解n的表达式就是：
n=(5544*p+14421*e+1288*i-d+21252)%21252;
当问题被转化为一条数学式子时，你会发现它无比简单。。。。直接输出结果了。

#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;

int main()
{
    int p, e, i, d;
    int t = 1;
    int ans;
    while(cin >> p >> e >> i >> d){
        if(p == -1 && e == -1 && i == -1 && d == -1)
            break;
        ans = (5544*p+14421*e+1288*i-d+21252)%21252;
        if(ans == 0) ans += 21252;
        cout << "Case " << t++ << ": the next triple peak occurs in " << ans << " days." << endl;
    }
    return 0;
}