EXGCD算法的概念:

  • 一种用来求解形如ax+by=gcd(a,b)的同余方程的算法

EXGCD算法的时间复杂度:

  • 求解ax+by=gcd(a,b)的时间复杂度大约为O(log_{max(a,b)})

EXGCD算法的代码:

#include <cstdio> 
#include <iostream>  
using namespace std;
int a,b,x,y;
void exgcd(int a,int b){
    if(b==0){
        x=1,y=0;
        return;
    }
    exgcd(b,a%b);
    int temp=x;
    x=y,y=temp-a/b*y;
    return;
}
int main(){
    cin>>a>>b;
    exgcd(a,b);
    //cout<<x<<" "<<y<<endl;
}

 EXGCD的证明过程:

  • ax_{1}+by_{1}=gcd(a,b)
  •     bx_{2}+(a\mathbf{ mod }b)y_{1}=gcd(b,a\mathbf{ mod }b)(因为gcd(a,b)=gcd(b,a%b))
  • \because gcd(a,b)=gcd(b,a\mathbf{mod}b)
  • \therefore ax_{1}+by_{1}=bx_2+(a\mathbf{mod}b)y_2
  • \because 在C++中,a-\left \lfloor \frac{a}{b} \right \rfloor=a-\frac{a}{b}b(自动取整)
  • \therefore ax_{1}+by_{1}=bx_2+(a-\frac{a}{b}b)y_2
  •     ax_{1}+by_{1}=bx_2+ay_2-\frac{a}{b}by_2
  •     ax_{1}+by_{1}=ay_2+b(x_2)-\frac{a}{b}y_2)
  • \because多项式恒等定理
  • \therefore x_1=y_2,y_1=x_2-\frac{a}{b}y_2