【数论数学】【P2152】【SDOI2009】Super GCD
Description
Sheng bill有着惊人的心算能力,甚至能用大脑计算出两个巨大的数的GCD(最大公约 数)!因此他经常和别人比赛计算GCD。有一天Sheng bill很嚣张地找到了你,并要求和你比 赛,但是输给Sheng bill岂不是很丢脸!所以你决定写一个程序来教训他。
Input
共两行: 第一行:一个数A。 第二行:一个数B。
Output
一行,表示A和B的最大公约数。
Sample Input
12
54
Sample Output
6
Hint
对于100%的数据,0 < A , B ≤ 10 ^ 10000。
Solution
如果你觉得这是个裸的gcd的话,你会发现高精度乘除取余在这么大的位数下就是找死。考虑使用高精度运算复杂度更低的更损相减法。但是朴素的更损相减法是\(O(n)\)的。需要进行优化。
考虑对于两个数\(a,b\)两数共可能出现以下情况:
(不妨设\(a>b\))
1、\(a\)是偶数,\(b\)不是。那么\(gcd(a,b)=gcd(\frac{a}{2},b)\)。
2、\(a\)不是偶数,\(b\)是。那么\(gcd(a,b)=gcd(a,\frac{b}{2})\)。
3、\(a,b\)都是偶数,那么\(gcd(a,b)=2~\times~gcd(\frac{a}{2},\frac{b}{2})\)。
4、\(a,b\)都不是偶数,那么应用更损相减法,\(gcd(a,b)=gcd(b,a-b)\)。
考虑这么做的复杂度。当两个数是奇数的时候,需要更损相减法,两个奇数做差的答案是一个偶数。每次其中一个数除二后最多做一次更损相减。
考虑一个数除二的最大次数是\(logn\)的。所以优化后更损相减部分的复杂度是\(O(logn)\)的。
Code
// luogu-judger-enable-o2
#include<cstdio>
#include<cstring>
#define rg register
#define ci const int
#define cl const long long int
typedef long long int ll;
namespace IO {
char buf[50];
}
template<typename T>
inline void qr(T &x) {
char ch=getchar(),lst=' ';
while(ch>'9'||ch<'0') lst=ch,ch=getchar();
while(ch>='0'&&ch<='9') x=(x<<1)+(x<<3)+(ch^48),ch=getchar();
if (lst=='-') x=-x;
}
template<typename T>
inline void write(T x,const char aft,const bool pt) {
if(x<0) {putchar('-');x=-x;}
int top=0;
do {
IO::buf[++top]=x%10+'0';
x/=10;
} while(x);
while(top) putchar(IO::buf[top--]);
if(pt) putchar(aft);
}
template <typename T>
inline T mmax(const T a,const T b) {if(a>b) return a;return b;}
template <typename T>
inline T mmin(const T a,const T b) {if(a<b) return a;return b;}
template <typename T>
inline T mabs(const T a) {if(a<0) return -a;return a;}
template <typename T>
inline void mswap(T &a,T &b) {T temp=a;a=b;b=temp;}
struct Bignum {
short int num[10010],len;
void clear() {memset(num,0,sizeof num);len=0;}
void operator-=(const Bignum &others) {
for(rg int i=1;i<=this->len;++i) {
this->num[i]-=others.num[i];
while(this->num[i]<0) {
this->num[i]+=10,--this->num[i+1];
}
}
while(!this->num[this->len]) --this->len;
if(!this->len) ++this->len;
}
bool operator!=(const Bignum &others) {
if(this->len!=others.len) return true;
for(rg int i=1;i<=this->len;++i) if(this->num[i] != others.num[i]) return true;
return false;
}
bool operator<(const Bignum &others) {
if(this->len!=others.len) return this->len<others.len;
for(rg int i=len;i;--i) if(this->num[i]!=others.num[i]) return this->num[i]<others.num[i];
return false;
}
Bignum operator*(const Bignum &others) {
Bignum _ans;_ans.clear();
int llen=this->len+others.len+5;
for(rg int i=1;i<=this->len;++i) {
for(rg int j=1;j<=others.len;++j) {
_ans.num[i+j-1]+=this->num[i]*others.num[j];
}
}
for(rg int i=1;i<=llen;++i) {
_ans.num[i+1]+=_ans.num[i]/10;
_ans.num[i]%=10;
}
_ans.len=llen;
while(!_ans.num[_ans.len]) --_ans.len;
if(!_ans.len) _ans.len=1;
return _ans;
}
};
Bignum a,b,ans;
char MU[10010];
int cnt;
void dv(Bignum&);
void mul(Bignum&);
void init(Bignum&,int);
void print(Bignum&);
int main() {
scanf("%s",MU+1);init(a,strlen(MU+1));
scanf("%s",MU+1);init(b,strlen(MU+1));
ans.num[1]=1;ans.len=1;
while(a != b) {
bool flag=false;
if(!((int(a.num[1])) & 1)) {dv(a);flag=true;}
if(!((int(b.num[1])) & 1)) {dv(b);if(flag) mul(ans);flag=true;}
if(flag) continue;
// print(a);puts("\nemm");print(b);putchar('\n');
if(a < b) {b-=a;}
else {a-=b;}
}
ans=ans*a;
print(ans);putchar('\n');
return 0;
}
void init(Bignum &k,int l) {
for(rg int i=l;i;--i) k.num[++k.len]=MU[i]-'0';
}
void dv(Bignum &k) {
int lst=0;
for(rg int i=k.len;i;--i) {
int _temp=k.num[i]+(lst<<1)+(lst<<3);
int _ans=_temp/2;
if(_temp & 1) lst=1;else lst=0;
k.num[i]=_ans;
}
while(!k.num[k.len]) --k.len;
return;
}
void mul(Bignum &k) {
int lst=0;k.len+=2;
for(rg int i=1;i<=k.len;++i) {
k.num[i]*=2;
k.num[i]+=lst;
lst=k.num[i]/10;k.num[i]%=10;
}
while(!k.num[k.len]) --k.len;
if(!k.len) ++k.len;
return;
}
void print(Bignum &k) {
// printf("%d\n",k.len);
for(rg int i=k.len;i>0;--i) putchar(k.num[i]+'0');
}
Summary
在高精度运算下求gcd,如果两数特大可以考虑使用优化后的更损相减。但是需要注意的是更损相减法的常数在极端情况下大概会达到\(4\)倍。而欧几里得算法的常数小于\(1\)。在取模计算量可以忽略的情况下应尽量选择欧几里得算法。
再说一句GCD真的不是什么党……
【数论数学】【P2152】【SDOI2009】Super GCD的更多相关文章
- [bzoj]2705: [SDOI2012]Longge的问题[数论][数学][欧拉函数][gcd]
[bzoj]P2705 OR [luogu]P2303 Longge的问题 Description Longge的数学成绩非常好,并且他非常乐于挑战高难度的数学问题.现在问题来了:给定一个整数N,你需 ...
- UVA12716 GCD XOR 数论数学构造
版权声明:本文为博主原创文章,未经博主同意不得转载. https://blog.csdn.net/u010682557/article/details/36204645 题目给你一个N,让你求 两个数 ...
- 数学--数论--HDU 5019 revenge of GCD
Revenge of GCD Problem Description In mathematics, the greatest common divisor (gcd), also known as ...
- 数学--数论--HDU1792A New Change Problem(GCD规律推导)
A New Change Problem Problem Description Now given two kinds of coins A and B,which satisfy that GCD ...
- 数学 赛码 1010 GCD
题目传送门 /* 数学:官方题解 首先,数组中每个元素至少是1 然后对于任意一个询问Li, Ri, Ansi, 说明Li ~ Ri中的元素必定是Ansi的倍数,那么只需将其与Ansi取最小公倍数即可 ...
- 【数学】XMU 1597 GCD
题目链接: http://acm.xmu.edu.cn/JudgeOnline/problem.php?id=1597 题目大意: 求(am-bm, an-bn),结果取模1000000007,a,b ...
- noip2017考前基础复习——数论数学
·最大公约数 gcd 辗转相除法 gcd(a,b)=gcd(b,a%b) int gcd(int x,int y){ ) return x; return gcd(y,x%y); } 效率O(log ...
- P2152 [SDOI2009]SuperGCD 未完成
辗转相减求a,b的gcd其实可以优化的: 1.若a为偶数,b为奇数:gcd(a,b)=gcd(a/2,b) 2.若a为奇数,b为偶数:gcd(a,b)=gcd(a,b/2) 3.若a,b都是偶数:gc ...
- 数学:莫比乌斯反演-GCD计数
Luogu3455:莫比乌斯反演进行GCD计数 莫比乌斯反演就是用来解决这一类问题的,通常f函数是要求的那个,F函数是显然的 这样利用F的结果就可以推出来f的结果 在计算结果的时候整除分快儿一下就可以 ...
随机推荐
- Python常见的脚本汇总
1.冒泡排序 lis = [56,12,1,8,354,10,100,34,56,7,23,456,234,-58] def sortport(): for i in range(len(lis)-1 ...
- MySQL☞abs函数
abs( )函数:求出绝对值 格式: select abs(数值) from 表名 如下图:
- Python 发邮件例子
Python 发邮件例子 例子 #!/usr/bin/env python # -*- coding: utf-8 -*- # @Date : 2019-04-23 16:12:33 # @Autho ...
- 第六阶段·数据库MySQL及NoSQL实践第1章·章节一MySQL数据库
01 课程介绍 02 数据库管理系统介绍 03 MySQL安装方式介绍及源码安装 04 MySQL安装后的基本配置 05 MySQL体系结构-服务器.客户端模型 06 MySQL体系结构-实例.连接层 ...
- 安装mysql-5.7.12-winx64
之前安装mysql时未做总结,换新电脑,补上安装记录,安装的时候,找了些网友的安装记录,发现好多坑 1.mysql-5.7.12-winx64.zip下载 官方下载地址:http://dev.mysq ...
- CodeForces - 913C(二进制)
链接:CodeForces - 913C 题意:给出 n 瓶饮料的花费 C 数组,每瓶的体积是 2^(i-1) 升,求至少买 L 升的最少花费. 题解:二进制数的组合可以表示任何一个数.第 i 的饮料 ...
- 【Linux 运维】Centos7初始化网络配置
设置网络 (1)动态获取一个IP地址 #dhclient 系统自动自动获取一个IP地址#ip addr 查看获取的ip地址(2)查看网关,子网掩码 虚拟机编辑>虚拟 ...
- Java学习个人备忘录之数组工具类
下面主要讲解一个针对数组操作的工具类. a.java -- 工具类文件 //按理来说要先编译本文件, 然后再编译主函数 class ArrayTool { /* 获取整型数组的最大值 */ publi ...
- lintcode-13-字符串查找
字符串查找 对于一个给定的 source 字符串和一个 target 字符串,你应该在 source 字符串中找出 target 字符串出现的第一个位置(从0开始).如果不存在,则返回 -1. 说明 ...
- Vue自定义事件,$on(eventName) 监听事件,$emit(eventName) 触发事件
<!--自定义事件 使用 $on(eventName) 监听事件 使用 $emit(eventName) 触发事件--> <div id="app15"> ...