蓝桥杯-买不到的数目

标题:买不到的数目

    小明开了一家糖果店。他别出心裁:把水果糖包成4颗一包和7颗一包的两种。糖果不能拆包卖。

    小朋友来买糖的时候,他就用这两种包装来组合。当然有些糖果数目是无法组合出来的,比如要买 10 颗糖。

    你可以用计算机测试一下,在这种包装情况下,最大不能买到的数量是17。大于17的任何数字都可以用4和7组合出来。

    本题的要求就是在已知两个包装的数量时,求最大不能组合出的数字。

输入:
两个正整数,表示每种包装中糖的颗数(都不多于1000)

要求输出:
一个正整数,表示最大不能买到的糖数

不需要考虑无解的情况

例如:
用户输入:
4 7
程序应该输出:
17

再例如:
用户输入:
3 5
程序应该输出:

7

分析:

这道题的一般解法不难想到,这两天刚好学习了扩展的欧几里得算法,所以觉得这道题可以借助该算法来提高性能,因为刚接触该算法一知半解,经过艰苦的测试,初步得到了一种解法,不过不敢保证一定正确,所以贴出来,如果哪位发现有错,请麻烦告知一声,我好修改或者删掉代码。

首先理论依据来自该篇文章:http://www.cppblog.com/yuanyuelang/articles/95378.html

该文章中有这样一个等式:a(x+qb)+b(y-qa)=c; q为任意整数

在代码中,m对应这里的a,n对应这里的b

从该等式中,我们可以得到:x+qb>=0 ; y-qa>=0  (1)

其中,x=(c/d)*x‘  y=(c/d)*y' 

其中d=1,所以x=c*x' ,y=c*y'

对于x'和y'可以通过扩展的欧几里得算法求得,

则 式子(1)可以转换成:

c*x'+qb>=0; (2)

c*y'-qa>=0; (3)

满足以上两个式子,未知变量有c和q,验算了好久,还是不能在这里进一步直接得到c的值,所以暂时只能退而一个一个验证c是否满足条件了,

如果y‘>0,那么x'一定<0,结合(2)(3),(将a替换成m,b替换成n)

可以得到:

-m*x'*q<=|x'*y'*c|<=n*y'*q  (4)

到了这里就可以直接测试c的取值了,当c取什么值,使得q无解(q是整数)

如 m=3,n=4 (x‘=-1,y’=1)

根据(4)有:

3q<=c<=4q  (这里如果能够直接得出c的值就不用去测试了,但是暂时想不到怎么直接得出c的值)

当c取什么值,使得q无解,c从m*n开始向下递减,

当c=12,11,10,9,8,7,6,的时候,q都有解

当c=5的时候,q是无解的

所以c=5是对应的答案

以上是y‘>0的情况,如果y'<0,则对应的(4)式为:

-n*y'*q<=|x'*y'*c|<=m*x'*q (5)

如:m=4,n=7 (x'=2,y'=-1)

根据(5)式有:

7q<=2c<=8q

当c=28~18 ,q都有解

当c=17 ,q无解

所以c=17为结果

以下就是对应的java代码:

import java.util.Scanner;

public class ys_cbk_08 {
	// 使用扩展的欧几里得算法
	public static void main(String[] args) {
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);
		// 如果两个数的最大公约数不是1,则无解
		int m = scanner.nextInt(), n = scanner.nextInt();
		// 1.求满足m*x+n*y=gcd(m,n)等式的x,y的解
		// 求最大公约数,同时求,x,y的值
		int gcd = gcd(m, n);
		if (gcd != 1) {
			System.out.println("无解");
			return;
		}
		if (y < 0) {//这里的y对应分析中的y’
			int a = -n * y;
			int b = m * x;
			int c = 0;
			for (int i = n * m; i >= 1; i--) {
				c = -x * y * i; //测试c
				if ((c / a) * b < c) {
					System.out.println(i);
					break;
				}
			}
		} else {
			int a = -m * x;
			int b = n * y;
			int c = 0;
			for (int i = n * m; i >= 1; i--) {
				c = -x * y * i;
				if ((c / a) * b < c) {
					System.out.println(i);
					break;
				}
			}
		}
	}

	private static int x;
	private static int y;
	/**
	 * 使用扩展欧几里得算法求最大公约数及其对应的x,y值
	 * @param m
	 * @param n
	 * @return
	 */
	public static int gcd(int m, int n) {
		// 方法1,递归
		// if(n==0){
		// x=1;
		// y=0;
		// return m;
		// }
		// int d=gcd(n,m%n);
		// int tmp=x;
		// x=y;
		// y=tmp-m/n*y;
		// return d;

		// 引用:http://www.cnblogs.com/frog112111/archive/2012/08/19/2646012.html
		// 方法2,非递归
		int x1, y1, x0, y0;
		x0 = 1;
		y0 = 0;
		x1 = 0;
		y1 = 1;
		x = 0;
		y = 1;
		int r = m % n;
		int q = (m - r) / n;
		while (r != 0) {
			x = x0 - q * x1;
			y = y0 - q * y1;
			x0 = x1;
			y0 = y1;
			x1 = x;
			y1 = y;
			m = n;
			n = r;
			r = m % n;
			q = (m - r) / n;
		}
		return n;
	}
}


输入:

22 23

输出:

461



原文地址:https://www.cnblogs.com/jiangu66/p/3177762.html