题目链接:

​http://poj.org/problem?id=2142​


题目大意:

有一个天平,还有质量为a和质量为b的砝码,砝码的数量不限且天平左右两端均可放砝码,现在要求

在天平上惩处质量为c的物品。那么问题来了:怎样放置砝码,才能使放置的砝码数量尽可能的少;当

砝码数量相同时,总质量尽可能的少。


思路:

假设放置x个质量为a的砝码和y个质量为b的砝码,题目就变为了求解a*x + b*y = c的其中一组解,使

得|x| + |y|尽可能小,若相等,则a|x| + b|y|尽可能小。设d = gcd(a,b),首先用扩展欧几里得算法出

a/d*x + b/d*y = c/d的一组一组解(x0,y0),那么通解就可以表示为x = x0 + b/d *t,y = y0 - a/d *t。

|x| + |y| = |x0 + b/d*t| + |y0 - a/d*t|。这是一个分段函数,|x0 + b/d*t|单调递增,|y0 - a/d*t|先单

调递减再单调递增。设a > b,则斜率 a/d > b/d,那么 |x| + |y| = |x0 + b/d*t| + |y0 - a/d*t|

数在 t < y0*d/a 的时候单调递减,在 t >= y0*d/a的时候单调递增。那么|x| + |y|在 t = y0*d/a取得最

小值因为x、y都为整数,t也是整数,所以最小值就在t的上下范围内取整,然后比较两者大小即可得到

结果。


还有一种方法,虽然照做了。。。但是还是不理解。希望大神帮忙解答。

设d = gcd(a,b),首先用扩展欧几里得算法出a/d*x + b/d*y = c/d的一组一组解(x0,y0),得到根据

方程来看,因为a、b都为正整数,则如果x为正数,则y为0或负数,若果x为0为负数,则y为正数。先求

出 |x| 的最小值x1为 (x0%b + b) % b,得出|y|的值y1 = |(c/d - a/d*x0)/(b/d)|。同理,也可求出 |y|的最

小值y2为 (y0%a + a) % a,再得出|x|的值x2 = |(c/d - b/d*y0)/(a/d)|。比较x1+y1和x2+y2的值,较小

的就是|x| + |y|最小结果。不清楚为什么这样可以AC。​


AC代码:


#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#define LL __int64
using namespace std;

LL GCD(LL a,LL b)
{
if(b == 0)
return a;
return GCD(b,a%b);
}

void ExGCD(LL a,LL b,LL &d,LL &x,LL &y)
{
if(!b)
{
x = 1;
y = 0;
d = a;
}
else
{
ExGCD(b,a%b,d,y,x);
y -= x*(a/b);
}
}

int main()
{
LL a,b,c,temp,d;
while(cin >> a >> b >> c && (a||b||c))
{
LL x0,y0;
LL gcd = GCD(a,b);
a /= gcd;
b /= gcd;
c /= gcd;
ExGCD(a,b,d,x0,y0);
LL x,y,x1,y1,x2,y2;
x1 = x0*c;
x1 = (x1%b + b)%b;
y1 = (c - a*x1)/b;
if(y1 < 0)
y1 = -y1;

y2 = y0*c;
y2 = (y2%a + a)%a;
x2 = (c - b*y2)/a;
if(x2 < 0)
x2 = -x2;

if(x1+y1 < x2+y2)
x = x1,y = y1;
else
x = x2,y = y2;

cout << x << ' ' << y << endl;
}

return 0;
}