結果
| 問題 |
No.186 中華風 (Easy)
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| コンテスト | |
| ユーザー |
Aquarius
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| 提出日時 | 2018-12-02 22:38:25 |
| 言語 | C++14 (gcc 13.3.0 + boost 1.87.0) |
| 結果 |
AC
|
| 実行時間 | 2 ms / 2,000 ms |
| コード長 | 9,099 bytes |
| コンパイル時間 | 807 ms |
| コンパイル使用メモリ | 74,456 KB |
| 実行使用メモリ | 5,376 KB |
| 最終ジャッジ日時 | 2024-07-19 18:33:13 |
| 合計ジャッジ時間 | 1,488 ms |
|
ジャッジサーバーID (参考情報) |
judge1 / judge3 |
(要ログイン)
| ファイルパターン | 結果 |
|---|---|
| other | AC * 23 |
ソースコード
#include <vector>
#include <cstdint>
uint64_t GCD(uint64_t a, uint64_t b);
uint64_t LCM(uint64_t a, uint64_t b);
uint64_t GCD(const std::vector<uint64_t>& values);
uint64_t LCM(const std::vector<uint64_t>& values);
int64_t Extended_GCD(int64_t a, int64_t b, int64_t& x, int64_t& y);
std::pair<uint64_t, uint64_t> Extended_GCD_unsigned(uint64_t a, uint64_t b);
/* ax - by = c を解く関数を別に作ってもいいかも */
template <class T>
int Sign(T value);
template<class T>
inline int Sign(T value) {
if (value > 0) return 1;
if (value < 0) return -1;
return 0;
}
template <class T>
T Pow(T base, uint64_t exp);
template <class T>
T Pow(T base, uint64_t exp) {
T product = T(1);
while (exp > 0) {
if (exp & 0x1) {
product *= base;
}
base *= base;
exp >>= 1;
}
return product;
}
/* operator*(DynamicMod, uint) とかもあったほうがいいのかも */
class DynamicMod {
uint64_t value_m;
uint64_t mod_m;
public:
DynamicMod();
DynamicMod(uint64_t value, uint64_t mod);
DynamicMod(const DynamicMod&) = default;
DynamicMod& operator=(const DynamicMod&) = default;
DynamicMod& operator+=(const DynamicMod& right);
DynamicMod& operator-=(const DynamicMod& right);
DynamicMod& operator*=(const DynamicMod& right);
static bool Is_same_mod(const DynamicMod& left, const DynamicMod& right);
static int Compare(const DynamicMod& left, const DynamicMod& right);
uint64_t Get_value() const;
uint64_t Get_mod() const;
static DynamicMod Conjunction(const DynamicMod& a, const DynamicMod& b);
static DynamicMod Conjunction(const std::vector<DynamicMod>& values);
static DynamicMod Divide(const DynamicMod& a, const DynamicMod& b);
};
DynamicMod operator+(const DynamicMod& left, const DynamicMod& right);
DynamicMod operator-(const DynamicMod& left, const DynamicMod& right);
DynamicMod operator*(const DynamicMod& left, const DynamicMod& right);
bool operator==(const DynamicMod& left, const DynamicMod& right);
bool operator!=(const DynamicMod& left, const DynamicMod& right);
bool operator<(const DynamicMod& left, const DynamicMod& right);
bool operator<=(const DynamicMod& left, const DynamicMod& right);
bool operator>(const DynamicMod& left, const DynamicMod& right);
bool operator>=(const DynamicMod& left, const DynamicMod& right);
#ifdef ONLY_MY_ENVIR
#include "Math.h"
#endif
#include <numeric>
#include <cassert>
#include <stdexcept>
uint64_t GCD(uint64_t a, uint64_t b) {
if (b == 0) return a;
return GCD(b, a % b);
}
uint64_t LCM(uint64_t a, uint64_t b) {
return a / GCD(a, b) * b;
}
uint64_t GCD(const std::vector<uint64_t>& values) {
using FuncType = uint64_t (*)(uint64_t, uint64_t);
return std::accumulate(values.begin(), values.end(), 0ULL, (FuncType)GCD);
}
uint64_t LCM(const std::vector<uint64_t>& values) {
using FuncType = uint64_t(*)(uint64_t, uint64_t);
return std::accumulate(values.begin(), values.end(), 1ULL, (FuncType)LCM);
}
/* ax + by = GCD(a, b) の整数解を求める
* a > 1 || b > 1 のとき abs(x) <= b / (2g) && abs(y) <= a / (2g) を満たす (g = GCD(a, b))
* 返り値は GCD(a, b) */
int64_t Extended_GCD(int64_t a, int64_t b, int64_t& x, int64_t& y) {
if (b == 0) {
x = 1;
y = 0;
return a;
}
uint64_t ret = Extended_GCD(b, a % b, y, x);
y -= (a / b) * x;
return ret;
}
/* ax - by = GCD(a, b) の非負整数解を求める (x < b / g && y < a / g を満たす, g = GCD(a, b)) */
std::pair<uint64_t, uint64_t> Extended_GCD_unsigned(uint64_t a, uint64_t b) {
assert(a != 0 && b != 0);
/* もともとの方程式の解 (x, y) が、
* 現在の (a, b) についての ap - bq = 1 の解 (p, q) の一次式で
* (x, y) = mat * (p, q) と書ける(ように mat を定める) */
uint64_t mat[2][2] = {
{ 1, 0 },
{ 0, 1 }
};
while (true) {
if (a > b) {
if (a % b == 0) return std::make_pair(
mat[0][0] + (a / b - 1) * mat[0][1],
mat[1][0] + (a / b - 1) * mat[1][1]
);
mat[0][0] += (a / b) * mat[0][1];
mat[1][0] += (a / b) * mat[1][1];
a %= b;
} else {
if (b % a == 0) return std::make_pair(mat[0][0], mat[1][0]);
mat[0][1] += (b / a) * mat[0][0];
mat[1][1] += (b / a) * mat[1][0];
b %= a;
}
}
}
DynamicMod::DynamicMod()
: DynamicMod(0, 1) {
}
DynamicMod::DynamicMod(uint64_t value, uint64_t mod)
: value_m(value), mod_m(mod) {
assert(mod != 0);
if (value_m >= mod_m) {
value_m %= mod_m;
}
}
DynamicMod& DynamicMod::operator+=(const DynamicMod& right) {
assert(Is_same_mod(*this, right));
if (mod_m - value_m <= right.value_m) {
value_m -= mod_m;
}
value_m += right.value_m;
return *this;
}
DynamicMod& DynamicMod::operator-=(const DynamicMod& right) {
assert(Is_same_mod(*this, right));
if (value_m < right.value_m) {
value_m += mod_m;
}
value_m -= right.value_m;
return *this;
}
DynamicMod& DynamicMod::operator*=(const DynamicMod& right) {
assert(Is_same_mod(*this, right));
uint64_t product = 0;
uint64_t addend = value_m;
uint64_t multiplier = right.value_m;
while (multiplier > 0) {
if (multiplier & 0x1) {
/* product += addend を mod を取りながら実行 */
if (mod_m - product <= addend) {
product -= mod_m;
}
product += addend;
}
/* addend += addend を mod を取りながら実行 */
if (mod_m - addend <= addend) {
addend += addend;
addend -= mod_m;
} else {
addend += addend;
}
multiplier >>= 1;
}
value_m = product;
return *this;
}
bool DynamicMod::Is_same_mod(const DynamicMod& left, const DynamicMod& right) {
return left.mod_m == right.mod_m;
}
int DynamicMod::Compare(const DynamicMod& left, const DynamicMod& right) {
if (left.mod_m < right.mod_m) return -1;
if (left.mod_m > right.mod_m) return 1;
if (left.value_m < right.value_m) return -1;
if (left.value_m > right.value_m) return 1;
return 0;
}
uint64_t DynamicMod::Get_value() const {
return value_m;
}
uint64_t DynamicMod::Get_mod() const {
return mod_m;
}
/* (中国剰余定理) */
DynamicMod DynamicMod::Conjunction(const DynamicMod& a, const DynamicMod& b) {
/* 後の計算の都合上 a.value_m <= b.value_m としておく */
if (a.value_m > b.value_m) {
return Conjunction(b, a);
}
const uint64_t ma = a.mod_m;
const uint64_t mb = b.mod_m;
const uint64_t va = a.value_m;
const uint64_t vb = b.value_m;
const uint64_t gcd = GCD(ma, mb);
const uint64_t lcm = ma / gcd * mb;
const uint64_t diff = vb - va;
if (diff % gcd != 0) {
/* 例外ではなく mod_m == 0 のオブジェクトを返すなども考えている */
throw std::runtime_error("no solution");
}
/* 方程式 ma * x - mb * y = gcd の解を求める */
auto pair = Extended_GCD_unsigned(ma, mb);
DynamicMod x(pair.first, mb / gcd); // mod に注意
/* 答えは va + ma * (diff / gcd) * x となる */
x *= DynamicMod(diff / gcd, x.mod_m);
return DynamicMod(va + ma * x.value_m, lcm);
}
DynamicMod DynamicMod::Conjunction(const std::vector<DynamicMod>& values) {
DynamicMod product;
for (const DynamicMod& value : values) {
product = Conjunction(product, value);
}
return product;
}
/* bx = a の解を求める */
DynamicMod DynamicMod::Divide(const DynamicMod& a, const DynamicMod& b) {
assert(Is_same_mod(a, b));
const uint64_t va = a.value_m;
const uint64_t vb = b.value_m;
const uint64_t mod = a.mod_m;
const uint64_t gcd = GCD(vb, mod);
if (va % gcd != 0) {
throw std::runtime_error("no solution");
}
auto pair = Extended_GCD_unsigned(vb, mod);
DynamicMod ret(pair.first, mod / gcd);
ret *= DynamicMod(va / gcd, ret.mod_m);
return ret;
}
DynamicMod operator+(const DynamicMod& left, const DynamicMod& right) {
DynamicMod ret(left);
ret += right;
return ret;
}
DynamicMod operator-(const DynamicMod& left, const DynamicMod& right) {
DynamicMod ret(left);
ret -= right;
return ret;
}
DynamicMod operator*(const DynamicMod& left, const DynamicMod& right) {
DynamicMod ret(left);
ret *= right;
return ret;
}
bool operator==(const DynamicMod& left, const DynamicMod& right) {
return DynamicMod::Compare(left, right) == 0;
}
bool operator!=(const DynamicMod& left, const DynamicMod& right) {
return DynamicMod::Compare(left, right) != 0;
}
bool operator<(const DynamicMod& left, const DynamicMod& right) {
return DynamicMod::Compare(left, right) < 0;
}
bool operator<=(const DynamicMod& left, const DynamicMod& right) {
return DynamicMod::Compare(left, right) <= 0;
}
bool operator>(const DynamicMod& left, const DynamicMod& right) {
return DynamicMod::Compare(left, right) > 0;
}
bool operator>=(const DynamicMod& left, const DynamicMod& right) {
return DynamicMod::Compare(left, right) >= 0;
}
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
std::vector<DynamicMod> v;
for (int i = 0; i < 3; ++i) {
uint64_t a, b;
cin >> a >> b;
v.push_back(DynamicMod(a, b));
}
try {
DynamicMod ans = DynamicMod::Conjunction(v);
if (ans.Get_value() == 0) {
uint64_t prod = 1;
for (int i = 0; i < 3; ++i) {
prod = LCM(prod, v[i].Get_mod());
}
cout << prod << endl;
} else {
cout << ans.Get_value() << endl;
}
} catch (...) {
cout << -1 << endl;
}
return 0;
}
Aquarius