POJ 1006 Biorhythms

本文通过韩信点兵的故事引入中国剩余定理,并详细解释了如何利用该定理解决特定类型的同余方程组问题。同时提供了两种不同的AC代码实现。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >


这个是这个剩余定理,开始按同余方程的方法求,结果很快就出来了。

AC代码:

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#define N 21252
using namespace std;
int w[4],q[4]={23,28,33};
void exgcd(int a,int b,int &d,int &x,int &y)
{
    if(b==0)
    {
        d=a;x=1;y=0;
        return ;
    }
    else
    {
        exgcd(b,a%b,d,y,x);
        y-=x*(a/b);
    }
}

int main()
{
    int c,i,j,sum,lcm=1,n;
    int a,b,d,x,y;
    while(scanf("%d%d%d%d",&w[0],&w[1],&w[2],&n))
    {
        sum=0;
        if(w[0]==-1 && w[1]==-1 && w[2]==-1 && n==-1)  break;
        for(i=0;i<3;i++)
        {
            a=N/q[i];
            b=q[i];
            exgcd(a,b,d,x,y);
            sum=(sum+a*x*w[i])%N;
        }
        sum-=n;
        while(sum <= 0) sum+=N;
        printf("Case %d: the next triple peak occurs in %d days.\n",lcm++,sum);
    }
    return 0;
}

后来,在百度的时候,对剩余定理有了新的了解。

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
       a, 使5×7×a被3除余1,有35×2=70,即a=2; 
       b, 使3×7×b被5除余1,用21×1=21,即b=1; 
       c, 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 ;
       a, 使33×28×a被23除余1,用33×28×8=5544; 
       b, 使23×33×b被28除余1,用23×33×19=14421; 
       c, 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。

AC代码:

#include <iostream>
#include <cmath>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#define ant1 21252
using namespace std;
int main()
{
    int a,b,c,d,ant=1,sum;
    while(~scanf("%d%d%d%d",&a,&b,&c,&d))
    {
        if(a==-1 && b==-1 &&c ==-1 && d==-1) break;
        sum=(5544*a+14421*b+1288*c-d+2*ant1)%ant1;
        if(sum==0) sum=ant1;
        printf("Case %d: the next triple peak occurs in %d days.\n",ant++,sum);
    }
    return 0;
}

俩种方法的时间都是32ms,就是代码长度不同吧!!

路途中。。。



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