hdu 3571 N-dimensional Sphere 高斯消元

来源:互联网 发布:手机知乎怎么上传图片 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 08:43
#include <cstdio>#include <cstring>#include <cmath>#include <iostream>#include <algorithm>#define LL __int64const int maxn=55;#define mod 200000000000000003LL //不能用const来定义。。,不知道为什么,需要是素数#define diff 100000000000000000LL //偏移量,使得数都是整数,方便移位乘法using namespace std;LL x[maxn], g[maxn][maxn], a[maxn][maxn], b[maxn][maxn];int n;LL Mod(LL x)//加法取模,防止超__int64{    if(x>=mod)        return x-mod;    return x;}LL mul(LL a,LL b)//乘法,用移位乘法,同样防止超__int64{    LL s;    for(s=0;b;b>>=1)    {        if(b&1)            s=Mod(s+a);        a=Mod(a+a);    }    return s;}void gcd(LL a,LL b,LL d,LL &x,LL &y)//拓展的欧几里德定理,求ax+by=gcd(a,b)的一个解{    if(!b){d=a;x=1;y=0;}    else{gcd(b,a%b,d,y,x);y-=x*(a/b);}}LL inv(LL a,LL n)//求逆,用于除法{    LL x,y,d;    gcd(a,n,d,x,y);    return (x%n+n)%n;}void Gauss()//高斯消元{    int i,j,k;    LL v,tmp;    for(i=0;i<n;i++)    {        for(j=i;j<n;j++)        {            if(g[j][i])                break;        }        if(i!=j)        {            for(k=i;k<=n;k++)                swap(g[i][k],g[j][k]);        }        v=inv(g[i][i],mod);        for(j=i+1;j<n;j++)        {            if(g[j][i])            {                tmp=mul(g[j][i],v);//相当于g[j][i]/g[i][i]%mod;                for(k=i;k<=n;k++)                {                    g[j][k]-=mul(tmp,g[i][k]);                    g[j][k]=(g[j][k]%mod+mod)%mod;                }            }        }    }    //求出所以的解,存入x数组中    for(i=n-1;i>=0;i--)    {        tmp=0;        for(j=i+1;j<n;j++)        {            tmp+=mul(x[j],g[i][j]);            if(tmp>=mod)                tmp-=mod;        }        tmp=g[i][n]-tmp;        tmp=(tmp%mod+mod)%mod;        x[i]=mul(tmp,inv(g[i][i],mod));    }}int main(){    int T,tt=0;    int i,j;    LL tmp;    scanf("%d",&T);    while(T--)    {        scanf("%d",&n);        memset(g,0,sizeof(g));        memset(b,0,sizeof(b));        for(i=0;i<=n;i++)        {            for(j=0;j<n;j++)            {                scanf("%I64d",&a[i][j]);                a[i][j]+=diff;//偏移diff                b[i][n]+=mul(a[i][j],a[i][j]);                if (b[i][n]>=mod)                    b[i][n]-=mod;            }        }        for(i=0;i<n;i++)        {            for(j=0;j<n;j++)            {                tmp=a[i+1][j]-a[i][j];                tmp=(tmp%mod+mod)%mod;                g[i][j]=mul(tmp,2);            }            g[i][n]=b[i+1][n]-b[i][n];            g[i][n]=(g[i][n]%mod+mod)%mod;        }        Gauss();        printf("Case %d:\n",++tt);        printf("%I64d",x[0]-diff);//减去先前偏移的值。        for (i=1;i<n;i++)            printf(" %I64d",x[i]-diff);        printf("\n");    }    return 0;}/*    由题意,列方程组∑(xj-aij)^2=R^2(0<=j<n),共n+1个方程。    存在未知数R,以及二次方,需要降次。逐个与上方方程做差,得到n元一次方程组,共n个方程。    剩下套高斯消元的模板就OK了。    不过这题有几点需要注意:    1.未知数是xi<=1e17,所以无法直接乘除。又∑ai*xi=an和∑ai*xi=an(mod n)(0<=i<=n,xi<n)的解相同(乘法和加法取余处理下酒能证明)。所以可以%mod来解决。    2.由于需要求逆,所以mod为素数2e17+3。又正常乘法会超过__int64,所以需要用移位乘法。    3.为简单化移位,需要乘数,所以需要添加偏移量diff,根据数学运算可知,只要最后结果减去偏移量即可。*/

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