Poj 1006 Java 中国剩余定理的完美演绎

中国剩余定理,本题难点不在编程,而是分析题目并转化为数学公式.

中国剩余定理介绍

在《孙子算经》中有这样一个问题:“今有物不知其数,三三数之剩二(除以3余2),五五数之剩三(除以5余3),七七数之剩二(除以7余2),问物几何?”这个问题称为“孙子问题”,该问题的一般解法国际上称为“中国剩余定理”。具体解法分三步:

  1. 找出三个数:从3和5的公倍数中找出被7除余1的最小数15,从3和7的公倍数中找出被5除余1 的最小数21,最后从5和7的公倍数中找出除3余1的最小数70。
  2. 用15乘以2(2为最终结果除以7的余数),用21乘以3(3为最终结果除以5的余数),同理,用70乘以2(2为最终结果除以3的余数),然后把三个乘积相加(15*2+21*3+70*2)得到和233。
  3. 用233除以3,5,7三个数的最小公倍数105,得到余数23,即233%105=23。这个余数23就是符合条件的最小数。

就这么简单。我们在感叹神奇的同时不禁想知道古人是如何想到这个方法的,有什么基本的数学依据吗?

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。

Java源码:

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import java.util.Scanner;
public class Main{

    public static void main(String[] args) {
        Scanner scan = new Scanner(System.in);
        int k = 0;
        while (scan.hasNext()) {
            int p = scan.nextInt();
            int e = scan.nextInt();
            int i = scan.nextInt();
            int d = scan.nextInt();
            if (p == -1 && e == -1 && i == -1 && d == -1) {
                break;
            }
            k++;
            int days = (5544 * p + 14421 * e + 1288 * i - d) % (21252);
            if (days <= 0) {
                days = 23 * 28 * 33 + days;
            }
            System.out.println("Case " + k
                    + ": the next triple peak occurs in " + days
                    + " days.");
        }
    }
}

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一条评论

  1. acmer201

    博主难道没有发现“使33×28×a被23除余1,用33×28×8=5544;”一直写错了吗?33*28*6才等于5544。。。

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